1 Joint Genome Center Ltd., 2 Universitatea din Sofia „St. Kliment Ohridski ”V Forum anual al ADPA, 8-10 februarie 2017, Hotel„ Admiral ”, Nisipurile de Aur Rolul Centrului Comun de Genom pentru dezvoltarea agriculturii ecologice în Bulgaria Acad. Atanas Atanasov1, Goritsa Rakleova1, Ivelin Pananav1 Vlahova1, Maria Shishinyova1,2, Ventsislav Bardarov1, Radoslav Rusev2 1 Joint Genome Center Ltd., 2 Sofia University „St. Kliment Ohridski ”

universitatea

Care este scopul acestei prezentări? Prezentarea își propune să: ridice problemele inovației în agricultura ecologică; Pentru a indica câteva puncte de vedere cu privire la soluția lor;

AGROINDUSTRIE TERORISM ȘI EDUCAȚIE RĂZBOIARĂ AGROINDUSTRIE Biomasă 20-25% pentru bioenergie ENERGIE 70% din resursele de apă sunt folosite pentru agricultură DEMOCRAȚIA APEI ȘI RELIGIE ani Probleme demografice Calitate Siguranță TERORISM ȘI RĂZBOI În principal legate de sărăcie 1,2 miliarde mor de supraalimentare BOLI Toate bolile moderne din lume dezvoltată - (1,2 miliarde suferă de obezitate) SĂRĂCIE 40-45% dintre oameni trăiesc în zonele rurale 1,2 miliarde subnutriți în lumea în curs de dezvoltare ZECE MARI PROVOCĂRI ALE OMULUI ÎN URMĂTORII 50 DE ANI

Ce este agricultura pentru Bulgaria? Din punctul de vedere al zilelor de azi și de mâine, precum și al problemelor mondiale ale secolului, Bulgaria are trei priorități la fel de importante pentru implementare: Securitate și suveranitate energetică Securitate și suveranitate alimentară (cine are plasma germinală (semințe), el are viitorul) a bulgarului

Agricultura - o resursă naturală unică pentru Bulgaria Comparativ cu restul lumii, Bulgaria are cea mai favorabilă combinație de sol și condiții climatice. Șase fapte ilustrează cel mai bine acest fenomen: 40% din soluri se află în top, comparativ cu 12,5% pentru lume; Resurse naturale excelente: sol și caracteristici climatice; surse de apă; Locație geografică; combinație superbă de văi, munți, râuri și mare; Este caracterizat de una dintre cele mai bogate diversități biologice din lume - o alternativă pentru dezvoltarea oricărui tip de agricultură. A patra țară în exportul de ierburi din lume și prima din Europa - 12 mii tone. pe an. Tradiții puternice • Educație și servicii științifice • Forța de muncă • Niveluri de prețuri Oportunități pentru dezvoltarea unei agriculturi organice puternice

Bulgaria - o țară cu resurse naturale unice! agricultură - potrivită atât tradițională, cât și organică Pot fi cultivate peste 80 de culturi importante pentru hrană! ape minerale - 15.600 izvoare, din care 660 SPA. Prevenire, prevenire și balneoterapie pentru practic fiecare boală! turism: eco-munte marin și agro cultural și istoric

Situația și problemele subvenționării agriculturii bulgare În 2012, subvențiile acordate sectorului agricol au atins un nivel record de 1,08 miliarde BGN conform INS; Cu toate acestea, subvențiile pe unitate de suprafață sunt destinate în principal cerealelor și semințelor oleaginoase, adică. potrivit Eurostat, acestea nu au un impact pozitiv asupra valorii adăugate brute produse în sector.

Situația și problemele agriculturii bulgare Importul/exportul Importurile domină complet exporturile. Cu excepția cerealelor și a semințelor oleaginoase, predomină importurile de produse străine. Acest echilibru, pe lângă economie, este legat și de starea de sănătate deteriorată a bulgarilor; Problema exporturilor cu alte culturi este că, în majoritatea cazurilor, în care producția are calitate, nu există volum de cerere și invers!

Starea și problemele agriculturii bulgare Problema piețelor Piețele tradiționale se pierd în esență. Acest lucru necesită dezvoltarea rapidă și urgentă a unei strategii specifice atât pentru piețele interne, cât și pentru piețele externe pe termen scurt și lung. Piețele vor identifica și vor ajuta la rezolvarea problemelor legate de: Prioritățile pentru producția agricolă pentru piețele mari și de nișă; Valoarea adăugată; Volumul și calitatea produselor produse și certificarea acestora; În acest fel, Bulgaria va fi în mare măsură gata să evite eșecurile pe probleme legate de eficacitatea negocierilor pe care Bulgaria le are cu Qatarul, China în cadrul Programului 16 + 1, unde este o țară coordonatoare etc.

Statutul și problemele agriculturii bulgare Nivelul investițiilor în agricultură și, în special, în agricultura ecologică rămâne foarte scăzut. Problema investițiilor este și mai acută pentru știința agricolă. Nu există măsuri de inovare în Programul de dezvoltare rurală.

De ce agricultura ecologică? Principalul motiv este să ne ocupăm de consecințele agriculturii moderne intensive. În urmă cu douăsprezece mii de ani, agricultura s-a schimbat de la sălbătici la alimente vegetale cultivate, unde cerealele au dominat. ↓ Din 1950 a avut loc „Revoluția Verde” inițiată de prof. Norman Borlaug. Programe de selecție clasice eficiente. Productivitate ridicată, însoțită de pierderea materialului genetic care determină calități nutriționale valoroase/de ex. acum pâinea este făină rafinată - endospermă - bogată în amilopectină; indice glicemic ridicat; degradare rapidă la glucoză; Insulina este insuficientă pentru absorbția sa - creștere în greutate, diabet etc./În plus - fertilizare grea cu îngrășăminte sintetice și utilizarea multor pesticide și erbicide, ceea ce duce la acumularea a mii de substanțe chimice în alimente, apă și aer.

Alimentele ca una dintre cele mai controversate și controversate probleme Agricultura organică și evoluția umană De la alimentele vegetale (neagresive) la dietele carnivore (agresive = steroizi) (de la 5.000, omenirea de acum 70 de milioane de ani a ajuns astăzi la> 7 miliarde) este politica, economia, moda, identitatea națională (migranții resping dieta occidentală) În zilele noastre: eroziunea solului; Poluarea apei; Emisiile de gaze cu efect de seră (CO2, N2O și metan); Alimente cultivate uman; Generația viitoare; Alimentație și sănătate; Biodiversitate; Organic/OMG; Întreprinderi mari/mici; Micii producători/fermieri și urbanizare; Probleme politice; Calitatea și siguranța alimentelor Originea alimentelor; Mediu și socio-economic; Se raportează astăzi la lumea dezvoltată și mâine la lumea în curs de dezvoltare. În trecut: Sănătate personală; Religie; Gust; Putere de cumpărare; 90% din populație se ocupa cu producția agricolă, față de 2% în prezent. Mâncarea ca una dintre cele mai controversate și controversate probleme Longevitatea și boala: hrana vie; Apă vie; (de exemplu, vitamina C, pe care o persoană nu o poate sintetiza - 4000 mg/zi) Glucide și grăsimi rafinate/nerafinate (modifică activitatea hormonilor)

(DEPENDENȚA EVOLUȚIONARĂ) Sănătatea alimentară și umană (DEPENDENȚA EVOLUȚIONARĂ) Microalge (albastru-verde etc.) absorb cel mai larg spectru de energie solară, iar fotosinteza sta la baza lanțului alimentar (

80% din biomasa pământului) și produc cea mai mare parte a oxigenului O2 și oferă astfel condiții pentru dezvoltarea tuturor celorlalte ființe vii. Sunt complet autotrofe și nu au nevoie de îngrășăminte, pesticide etc. Crește entropia și scade energia. Ingrediente dăunătoare (pesticide, insecticide, erbicide, zoocide - mai mult de 5000 de bucăți) trec de-a lungul lanțului și se acumulează treptat în următorul Creșteți influența compoziției solului și fertilitatea solului Acest lucru duce la o creștere a bolilor la speciile de animale și la oameni

Durată și calitate Agricultură ecologică - alimente și sănătatea umană GENETICĂ vs EPIGENETICĂ Factori genetici Factori epigenetici 50% 50% Durată și calitatea vieții Alimentație 50% Boli cronice 75%? Fizic Mental Psihologic Emoțional Spiritual Alți factori 50% 25% Boli ereditare ≈ 10.000

Rolul cercetării, inovației și transferului tehnologic în dezvoltarea agriculturii ecologice

Agricultura ecologică și a patra revoluție industrială Nu are analog comparativ cu cele anterioare. Revoluția agrară a început acum 10.000 de ani, terminându-se cu a doua revoluție verde a lui Norman Borlaug. Aceasta este urmată de o agricultură intensivă, ale cărei beneficii depășesc daunele. A doua revoluție a fost legată de electricitate, abur și alte mașini. Al treilea este legat de dezvoltarea tehnologiei informatice din anii 60 până în anii 90 ai secolului XX.

Agricultura ecologică și a patra revoluție industrială Actuala a patra revoluție a fost fără precedent în ceea ce privește viteza și domeniul său de aplicare încă de la începuturile sale, rezultatul descoperirilor tehnologice în: dispozitive mobile și internet inteligență artificială și robotică vehicule autonome Imprimare 3D nanotehnologie biotehnologie și tehnologie omix știința materialelor stocarea energiei, tehnologii cuantice etc. Rezultatul este o fuziune fără precedent a tehnologiilor în aspecte fizice, digitale și biologice, ascunzând atât oportunități fără precedent, cât și mari pericole.

De ce inovații are nevoie agricultura ecologică? soiuri noi; selecție nouă și tehnici moderne, cum ar fi editarea genelor și epigenetica, soiuri vechi și rase locale de animale/selecție "populară"/biofertilizante și biopesticide, inoculanți-simbionți, combinații de tulpini microbiene, micorize, bacterii și ciuperci studiul interacțiunii dintre plante și microorganisme; animale și microorganisme; om și microorganisme microbiom - fertilitatea solului microorganisme utile/dăunătoare o nouă privire asupra compostării agriculturii digitale și de precizie reglementări legale adecvate

CRISPR: editare genomică în plante Abordare de selecție de ultimă generație (1) Intrarea virusului în celula bacteriană (2) Inserarea secvenței de nucleotide virale în regiunea CRISPR Adaptare (4) ARN CRISPR direcționează o mașină moleculară care distruge virusul vizarea genomului (3) Formarea ARN CRISPR Producerea ARN CRISPR

CRISPR: editarea genomică în plante Cea mai modernă abordare de selecție CRISPR - Cas9 Screening ulterior al rezultatelor obținute Colectarea mutanților (pierderea funcției, scăderea expresiei genei) Editarea Mutațiilor punctului Ștergeri/inserții (gene/fragmente genomice) Reglementarea transcripției Modificări ale transcrierii descrierii Genomică funcțională de stres abiotic Plantele tolerante la stresul abiotic

Agricultură celulară și moleculară Ce este GENOMICA (denumirea populară pentru abordarea biologică sistemică) BIOINFORMATICĂ Mediu ADN Conține gene - aproximativ 2-3% = 25-50 mii (GENOMICĂ) zaharuri metaboliți proteină ARN ADN Proteine ​​(PROTEOEMETICĂ) ePOTEOMETICĂ (activ secundar compuși

300 mii) Fenoli Vitamine Alcaloizi Acizi organici etc. Agricultură celulară și moleculară Alimente și furaje Medicamente Țesături și îmbrăcăminte Chimie Bioenergie Bioplastice Coloranți bio etc. Cum funcționează genele, proteinele, metaboliții Există o diferență între ele în diferite organisme; care este compoziția și structura lor Cum interacționează Cine și cum le reglementează De ce proteinele și metaboliții secundari sunt alimente și medicamente și ADN-ul nu

Tehnologiile Omix Tehnologiile moderne Omix bazate pe decodare completă (secvențierea) - NGS, stau la baza înțelegerii tuturor proceselor biologice, atât în ​​organismele individuale, cât și între ele. De exemplu, nutrigenomica permite compararea efectelor asupra sănătății produselor alimentare derivate din agricultura convențională, OMG și organică.

Fenomică pentru agricultură de precizie Imagine 3D Imagine în infraroșu îndepărtat (FIR) Imagine fluorescentă Metode de rezonanță magnetică

Agricultura antreprenorială Componentele principale ale agriculturii digitale Agricultura de precizie Agricultura țintită Agricultura predictivă Definiția Definiția Definiția Definiția detaliată a practicilor agronomice pentru a maximiza randamentele și profiturile pe acru, folosind algoritmi computerizați Utilizarea de noi controale și instrumente pentru a permite instrumentele Platforma computerizată integrată, inclusiv: planificarea; agronomie; muncă; comenzi de lucru; cumpărare; risc; stoc; logistică; mașini; introducerea pe piață; profit pe acru. Exemple Exemple Control automat Monitorizare randament Diferite aparate de viteză FieldView ™ Encirca Answer Tech Exemple Granular, Conservis

Principalele componente ale agriculturii digitale Hărți climatice Prognoza meteo Sistem de colectare Date climatice Umiditate, precipitații, senzori de temperatură Utilizarea unei baze de date meteo Aplicație sistem de irigare Sistem de gestionare a fermei Sistem de echipamente agricole Sistem de irigare Sisteme de irigații Sistem de irigare Optimizare semințe Senzori de teren Aplicație de optimizare semințe Bază de date performanță fermă Semință Bază de date

Rolul simbiozei sănătatea plantelor alimentare + microbiomul animal + microbiomul uman + microbiomul sănătatea alimentelor

Reglementări în termeni comparativi I. Clasic/convențional/selecție - hibridizare și mutageneză - selecție - soi nou Lipsește: Reglementările și taxele sunt suportate de toți creatorii și participanții Soiurile nu pot fi brevetate II. Selecția OMG - nouă genă străină - echipă - varietate nouă Reglementări stricte - costisitoare/5 până la 10 milioane de euro pentru aprobare/- tolerabilă doar de către companiile corporative Genele pot fi brevetate peste 98% sunt deținute de companiile corporative III. Metode noi Editarea genelor fără interferențe externe - inducerea modificărilor - echipă - noi varietăți Regulamente? Interese corporative? Inoculanții microbieni/în principal solul - stimulează creșterea și productivitatea

Problemele de reglementare demonizează Este la fel de dificil și costisitor pentru toate tehnologiile! Interesul corporativ Întreprinderile mici și instituțiile guvernamentale în impas Numai China și India își pot permite luxul

UCC Joint Genome Center UBI viitor dezvoltare Universitatea Sofia „St. Kliment Ohridski ”Alți investitori. Scopul final al UBI SGC: Realizarea completă a potențialului științific și de afaceri

Proiecte prioritare pe termen lung Proiectul 1: Selecția moleculară Obiectiv: Sprijinirea selecției convenționale a grâului și a floarea-soarelui prin metodele de selecție moleculară și genotipare Parteneri strategici: ANIP Dobrudja și Biogranum Proiectul 2: Impunerea metodelor biologice în agricultură Obiectiv: Furnizarea de aplicații științifice a îngrășămintelor microbiene și a produselor de protecție a plantelor pentru a stimula metode biologice mai blânde. Studierea efectului acestor preparate asupra imunității plantelor, proceselor fiziologice și relația cu factorii de mediu. Cercetare continuă cu Extrasol și Nanosyara Proiectul 3: Alimente autentice bulgare Obiectiv: Identificarea produselor agricole și alimentare bulgare autentice cu gust ridicat și calități de sănătate, pentru a ajuta la analiza efectului acestora și a impunerii pieței. Înființarea clusterului Authentics și a Clubului producătorilor organici ca motoare ale inițiativei

Platforme de lucru ale SGC PLATAFORMA 1: AgriOMIX PLATAFORMA 3: Biodiversitate Vizualizare sistematică a biodiversității Înființarea unei bănci genetice de specii autentice și naturale Conectarea biodiversității - potențial economic PLATAFORMA 2: Alimentație și sănătate Metode ale sectorului agricol Agricultură clasică și organică: selecție moleculară Caracteristici biologice (randament, calități etc.) Studiul factorilor de mediu Stres biotic - abiotic Metode de protecție a plantelor și efectul acestora Calități și efectul alimentelor și metaboliților biologic activi Alimente funcționale Siguranță - utilitate - autenticitatea alimentelor Gust și calități aromatice Componente medicinale Stabilirea unui laborator de referință pentru evaluarea independentă a calității și siguranței alimentelor

Extrasol: compoziție și aplicare Conținut de extrasol - trei grupe de bacterii: Gripa 1: Fixarea azotului - stimulează creșterea și crește randamentul Grupa 2: Bacterii care îmbunătățesc calitatea, cresc glutenul, grăsimile și zahărul Grupa 3: Bacterii care întăresc imunitatea plantelor și protejează de boli Aplicare - universalitate: Cereale (grâu, porumb, orez) Ulei și culturi tehnice (floarea soarelui, bumbac, cartofi etc.) Legume Podgorii livezi Pășuni Căpșuni, ciuperci etc. Un plan specific de utilizare este utilizat pentru fiecare cultură - la prelucrarea semințelor, în timpul vegetației, la depozitarea produselor.

Aplică particule de 1000 de ori mai mici de sulf micronizat Îmbunătățește mediul nutritiv al plantelor Hrănește plantele în toate fazele vegetației Protejează împotriva bolilor fungice și a acarienilor Culturi: Toate cerealele, semințele oleaginoase și leguminoasele Fructe și legume livezi și ierburi furajere

Rezultate până acum Control Control Extrasol Extrasol

Rezultate așteptate Reducere semnificativă a îngrășămintelor minerale folosite (aproximativ 50%) și a pesticidelor (până la 70%) Consolidarea plantelor împotriva secetei, frigului și căldurii Scurtează vegetația cu 6-10 zile, crește sistemul radicular și masa verde până la 25 % Acumularea de azot din aer: 7-20 kg/dca Pentru grâu: creșterea randamentului cu 15-30% creșterea glutenului cu 2-4% În culturile tehnice: creșterea randamentului cu 15-25% creșterea conținutului de grăsimi cu 1 -3% Parametrii specificați sunt documentați la utilizarea Extrasol în Rusia, Turcia și Bulgaria în ultimii 5 ani

Agricultura ecologică - hrană pentru gândire Până în 2100, alimentația, mâncarea excesivă și nu foamea vor fi problema majoră a lumii; Înlocuitori sintetici/cultivare naturală; Soiuri de plante și rase de animale care nu sunt lacome de pământ, apă și muncă; Agricultură precisă, în care aproape fiecare metru de sol, fiecare plantă și fiecare animal vor fi monitorizate și controlate în orice moment; Prin intermediul sateliților și cipurilor de înaltă frecvență, testele ADN automatizate vor putea urmări alimentele de pe câmp până la masă; Nanotehnologia va stoca alimentele mai mult timp

Agricultura ecologică - hrană pentru gândire Nutrigenomica și medicina personală vor merge mână în mână - conform fișei medicale; Alimentele OMG pot avea efectul opus dacă se demonstrează că suprimă cancerul, diabetul etc; Telefonul dvs. mobil va controla când decideți să vă delectați cu alimente delicioase, dar dăunătoare; Veți plăti o taxă mai mare dacă boala dvs. este rezultatul alimentelor nesănătoase; Vor exista magazine de specialitate, restaurante, unde se va evita paralizia ca urmare a unei selecții largi.

În loc de o concluzie, Bulgaria nu poate hrăni lumea. . dar îi poate oferi alimente organice de cea mai înaltă calitate .