Lorsque l'élevage rencontre l'agriculture en installations, débloquant le potentiel des fermes intérieures grâce à la génétique

L'article suivant provient de Chengshi Younong , écrit par Chengshi Younong

Dans un monde confronté à la pénurie d'eau et au manque de terres arables, le concept de "kilomètres alimentaires" n'est pas seulement une demande des consommateurs, mais évoque également les défis de la chaîne d'approvisionnement et la hausse des coûts du carburant ; le potentiel de l'agriculture en environnement contrôlé semble immense. Cela représente une opportunité de marché de 50 milliards de dollars, portée par la demande de produits frais, locaux et durables.

La vision de l'agriculture en environnement contrôlé est d'embrasser les hautes technologies, d'utiliser des lampes de croissance végétale et de permettre aux cultures de se développer dans un environnement contrôlé piloté par une automatisation avancée et une intelligence artificielle. Cependant, malgré les progrès technologiques continus dans les logiciels et le matériel exploitant ces fermes, l'innovation dans l'élément le plus complexe — les cultures elles-mêmes, comme les améliorations de sélection — a été négligée. Dans ce marché en forte croissance, l'amélioration des cultures est la base pour garantir des bénéfices plus élevés.

Depuis l'antiquité, les agriculteurs ont collecté des graines pour la reproduction, en se concentrant sur l'élevage de variétés qui se comportent le mieux dans des conditions de champ ; outre le rendement, la capacité à résister au stress environnemental et aux ravageurs et maladies est la préoccupation principale des agriculteurs. De tels processus d'amélioration ont dans une certaine mesure négligé le goût et la texture des cultures, mais dans l'agriculture en environnement contrôlé où les conditions sont précisément gérées, les sélectionneurs peuvent se concentrer sur les caractéristiques végétales traditionnellement négligées par l'amélioration conventionnelle, concevoir des cultures avec des caractéristiques de production intérieure pour ravir le palais des consommateurs et améliorer la chaîne d'approvisionnement, libérant ainsi tout le potentiel des graines.

Marc Oshima, cofondateur d'AeroFarms, estime que pour les fermes verticales, les éleveurs peuvent concentrer leur attention sur les qualités les plus importantes pour les consommateurs : goût, arôme, texture et autres attributs liés à la qualité alimentaire. Les plantes ayant une morphologie efficace sont également importantes afin qu'elles puissent être facilement entretenues et récoltées dans des environnements intérieurs uniques.

农田种植的水果和蔬菜的最大育种目标是抗病性。病理学家和育种家合作，必须保持领先于下一种疾病的爆发。设施农业中，尽管白粉病等一些疾病还是能在室内发生，但通常可以通过管理措施加以控制。这让育种家不必对下一次严重病害而提心吊胆，可以将育种的重点转移到开发和加速新作物发现、种植配方和改进效率，并在室内种植系统中规模化复制。

Ces changements profitent à la fois aux producteurs et aux consommateurs. Les producteurs bénéficieront de fruits plus durables, d'une meilleure qualité, de cycles de croissance plus rapides et d'une morphologie végétale bénéfique, tandis que les besoins des consommateurs en matière de saveur, de goût, de couleur, de texture et de nutrition seront satisfaits.

Les scientifiques et les entreprises d'agriculture en environnement contrôlé explorent de nombreuses possibilités pour la culture en intérieur, telles que la production de médicaments dans les plantes, l'augmentation de la teneur en nutriments spécifiques et composés bioactifs, des niveaux plus élevés de protéines, ainsi que des aliments pour régimes personnalisés, le tout contribuant à une meilleure santé !

La plupart des producteurs en agriculture sous environnement contrôlé ne réalisent pas eux-mêmes la sélection variétale, mais les entreprises traditionnelles de semences offrent clairement des services de sélection insuffisants pour ce secteur. Bayer a identifié ce besoin. En 2020, Bayer Crop Science et Temasek ont créé une coentreprise indépendante nommée Unfold pour répondre aux besoins de sélection des fermes verticales. Unfold fournit des graines à toutes les fermes intérieures et a récemment collaboré avec l'entreprise d'agriculture verticale Bowery Farming pour accélérer le développement de nouvelles variétés spécifiquement destinées au secteur de l'agriculture verticale.

En utilisant différents modèles commerciaux, Kalera, l'une des entreprises d'agriculture verticale à la croissance la plus rapide aux États-Unis, a acquis l'entreprise de sélection Vindara l'année dernière pour développer des graines spécifiquement conçues pour les environnements de fermes verticales. Le Dr Jade Stinson, cofondateur et président de Vindara, estime que certaines caractéristiques idéales de l'agronomie sont le rendement et la morphologie des cultures, tandis que du point de vue alimentaire, les caractéristiques importantes sont le goût, la couleur et la texture.

La plupart des producteurs agricoles en installations cherchent à collaborer avec des institutions de sélection tierces, notamment des universités et des entreprises de semences. Aerofarms a mené plusieurs collaborations positives avec des institutions de sélection et évalue actuellement plusieurs variétés propriétaires de fraises et de houblon développées par des tiers pour convenir à des environnements de culture entièrement contrôlés.

AeroFarms s'est également associé à l'Université Cornell et à d'autres institutions académiques, ainsi qu'à des agences gouvernementales telles que la NASA, le Département de l'Énergie des États-Unis et le Département de l'Agriculture des États-Unis, afin d'optimiser les conditions de croissance de diverses cultures, dont la laitue.

Sakata Seed America是一家专注设施农业的种子公司。2019年，该公司开始注意到室内农场的专有作物开发。现在，他们与主要的设施农业种植者合作，培育出生菜、芝麻菜、罗勒、甜菜、芥末和小白菜等等，并开始了下一代育种项目。为设施农业行业寻找和提供具有最佳产量、有利的植物形态以及风味、颜色和质地的优质种子。

Outre les légumes-feuilles, la fraise est l'une des cultures les plus étudiées dans l'agriculture en environnement contrôlé. La ferme verticale Plenty et le producteur mondial de baies Driscoll's ont annoncé un projet conjoint visant à utiliser le matériel génétique exclusif de Driscoll's et son expertise en baies, ainsi que la technologie d'agriculture verticale de Plenty, pour rechercher et cultiver des variétés de baies sous la marque Driscoll's.

Selon Scott Komar, vice-président principal de la R&D mondiale chez Driscoll's, Driscoll possède le plus grand ensemble de matériel génétique de baies au monde, qui peut être sélectionné et optimisé en utilisant les environnements de culture intérieure de Plenty. Cela offre à Driscoll un avantage significatif, la plaçant devant des programmes de sélection plus petits et moins diversifiés.

Quels outils les sélectionneurs utilisent-ils pour la sélection en agriculture protégée ? L'histoire génétique et de sélection des fruits et légumes n'est pas aussi développée que celle de nombreuses cultures de plein champ, et le nombre d'espèces culturales est énorme, mais l'industrie rattrape son retard.

Les sélectionneurs utilisent des outils de sélection avancés pour répondre à la demande du marché en produits agricoles nutritifs, à haut rendement et délicieux. Les outils qu'ils peuvent utiliser comprennent la génomique et la biologie computationnelle, l'analyse et l'apprentissage automatique profond, ainsi que des méthodes de sélection plus traditionnelles telles que la sélection assistée par marqueurs et l'introgression génique.

De nombreuses entreprises et sélectionneurs s'intéressent à l'édition génétique, la considérant comme un outil pour rendre la sélection plus rapide et plus précise. Cependant, dans un environnement réglementaire mondial incertain, l'édition génétique est toujours utilisée comme outil de sélection dans les domaines non commerciaux pour identifier rapidement des gènes d'intérêt et explorer les possibilités. Ensuite, des méthodes de sélection traditionnelles nécessitant du temps et des ressources sont utilisées pour développer des caractéristiques similaires.

Actuellement, à l'exception de la variété de tomate riche en GABA qui est entrée sur le marché japonais l'année dernière, aucun produit agricole génétiquement édité n'est disponible dans les supermarchés nulle part. Étant donné l'intérêt continu des consommateurs pour les ananas roses, les pommes anti-brunissement et les papayas résistantes aux maladies, l'avenir des produits agricoles génétiquement édités pourrait également être prometteur.

Enfin, avec la croissance rapide du marché, les sélectionneurs et les producteurs accordent une attention croissante au développement de variétés de cultures les mieux adaptées à la culture intérieure. La sélection permet non seulement des changements progressifs dans les caractères agronomiques et améliore l'économie par unité, mais crée également des produits différenciés grâce à des caractères centrés sur le consommateur. L'agriculture protégée évite la pression exercée sur les cultures pour qu'elles poussent en plein air en raison de facteurs climatiques, ce qui nous permet de réévaluer les objectifs de sélection et d'investir dans le développement de variétés répondant aux demandes des consommateurs en matière de saveur, goût, couleur, texture et nutrition.

L'élevage dédié à l'agriculture en milieu contrôlé représente une énorme opportunité inexploitée. Nous commençons tout juste à comprendre les possibilités d'élevage pour les cultures en intérieur.

Source : Chengshi Younong