Affrontare di petto i parassiti degli agrumi
L’Unione europea si sta orientando verso sistemi alimentari sostenibili e, nell’ambito di questa transizione, mira a ridurre l’uso di pesticidi chimici. I biopesticidi, in particolare, rappresentano un’alternativa realistica ai pesticidi chimici a base di petrolio, ma l’ottimizzazione della bioproduzione e la realizzazione di nuovi bioprodotti formulati e valorizzabili devono rispondere ad alcune criticità di carattere scientifico e tecnologico. È qui che è intervenuto il progetto IPM-4-Citrus, finanziato dall’UE con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. Grazie a un approccio multidisciplinare, il progetto si propone di sviluppare bioprocessi per una bioeconomia circolare e di studiare e gestire i cambiamenti di scala nelle biotecnologie. «Nello specifico, abbiamo voluto sviluppare due nuovi biopesticidi (endotossine delta) prodotti dai ceppi BLB1 e LIP del Bacillus thuringiensis sottospecie kurstaki (Btk), attivi contro i parassiti degli agrumi, ovvero farfalle e falene», spiega Luc Fillaudeau, coordinatore del progetto e direttore della ricerca presso l’Istituto nazionale per l’agricoltura, l’alimentazione e l’ambiente in Francia.
Validazione di un biopesticida alternativo a basso costo
Da un punto di vista tecnologico, nel corso del progetto IPM-4-Citrus sono state convalidate o approfondite quattro dimensioni dell’innovazione. «In primo luogo, abbiamo convalidato un solido processo di fermentazione con materie prime a basso costo, utilizzando due ceppi Btk endemici», conferma Fillaudeau. Inoltre, è stata convalidata e approfondita una configurazione alternativa della strumentazione per il monitoraggio del processo in tempo reale e sono stati studiati gli standard e le norme per il processo di produzione del Bacillus thuringiensis per la regione del Medio Oriente e del Nord Africa, nonché per i paesi dell’Africa sub-sahariana. Il progetto ha anche convalidato una strategia applicativa innovativa per il controllo degli insetti minatori fogliari nell’epidermide. «Da un punto di vista accademico, la diffusione e la valorizzazione in 27 fra comunicazioni e pubblicazioni (di cui sette articoli scientifici) è un eccellente indicatore della nostra attività scientifica e tecnica», sottolinea Fillaudeau. Ad esempio, sono stati proposti due modelli per descrivere la produzione di proteine e spore da parte del LIP Btk. La calibrazione dei modelli ha permesso ai ricercatori di calcolare i parametri cinetici ed è stata adattata alla serie di dati sperimentali. «I risultati hanno dimostrato che l’ottimizzazione basata su una strategia di controllo modello ha sfruttato al massimo la produttività delle proteine e delle spore», osserva Fillaudeau. Le simulazioni sono state eseguite con i ceppi HD1, LIP e BLB1 del Btk in diverse condizioni sperimentali per dimostrarne il vigore. «Considerando la produzione e la formulazione, i nostri risultati includono il trasferimento dei protocolli di fermentazione, il processo di trasformazione a valle e l’istituzione del controllo di qualità fino alla standardizzazione del protocollo», riferisce Fillaudeau. Per quanto riguarda l’efficacia del prodotto finale, le relazioni sulle attività del progetto hanno dimostrato che l’efficacia nel campo della formulazione dei ceppi BLB1 e LIP è almeno paragonabile allo standard di riferimento. «Considerando la valutazione del rischio umano e l’ecotossicologia ambientale, è stata realizzata e presentata una panoramica della valutazione della tossicità acuta e subacuta su organismi bersaglio e non bersaglio», prosegue Fillaudeau.
Immissione sul mercato di nuovi biopesticidi
«Convalidando l’efficacia delle formulazioni ottenute attraverso test di laboratorio e di campo, il progetto ha preparato il terreno al possibile impiego commerciale di due nuovi biopesticidi. La riproduzione su scala industriale, l’integrazione della produzione industriale e la formulazione di un prodotto vantaggioso sotto il profilo economico sono attualmente le sfide più impegnative da affrontare», conclude Fillaudeau. Il lavoro svolto nell’ambito del progetto ha anche gettato le basi per aiutare altri a sconfiggere i parassiti delle piante. Ad esempio, i laboratori MEDIS stanno sviluppando un impianto a Nabeul, in Tunisia, per produrre formulazioni di agenti di controllo biologico a base di Btk per gli agrumi, basandosi sui risultati e le competenze sviluppate dal consorzio IPM-4-Citrus. Il loro obiettivo è l’immissione sui mercati del Medio Oriente e del Nord Africa entro il 2023. Infine, il consorzio proseguirà il suo lavoro nel progetto PRIMA SAFWA, che intende occuparsi di altri parassiti delle piante con gli stessi bioprodotti.
Parole chiave
IPM-4-Agrumi, biopesticidi, Btk, LIP, BLB1, farfalle, falene, piante di agrumi, Bacillus thuringiensis sottospecie kurstaki
