Biotechnologia wchodzi na pole. Czy Europa nadąży za rewolucją?

Jeszcze niedawno postęp w hodowli roślin liczono w dekadach. Dziś – dzięki biotechnologii, analizie danych i narzędziom takim jak CRISPR – tempo zmian przyspiesza do poziomu, który zaczyna redefiniować całe rolnictwo. W tle tej transformacji są jednak nie tylko laboratoria i nowe technologie, ale także polityka, regulacje i rosnąca presja klimatyczna.

Biotechnologia wchodzi na pole. Czy Europa nadąży za rewolucją? Na fotografii dr Frank Roeber – ekspert Corteva

Dzisiejsze rolnictwo stoi w obliczu całej gamy starych i nowych wyzwań, a zmiany klimatyczne podważają stabilność plonów. Coraz częstsze susze, powodzie, stres cieplny oraz nieprzewidywalne sezony zwiększają ryzyko produkcji i jej zmienność. Presja biologiczna rośnie, a szkodniki, choroby i chwasty rozprzestrzeniają się szybciej i skuteczniej się adaptują, wyprzedzając tradycyjne rozwiązania.

Rolnicy muszą produkować więcej przy mniejszych nakładach w warunkach rosnących kosztów, ograniczonych zasobów (woda, ziemia, siła robocza), rosnącej presji klimatycznej, biologicznej, ekonomicznej i regulacyjnej, a także rosnących oczekiwań w zakresie zrównoważonego rozwoju, które ograniczają marże – przy jednoczesnym zachowaniu rentowności i konkurencyjności.

O tym, jak będzie wyglądać przyszłość produkcji roślinnej, jakie znaczenie mają nowe techniki genomowe i czy Europa nie zostanie w tyle za resztą świata, rozmawiamy z dr. Frankiem Roeberem – ekspertem Corteva w obszarze biotechnologii rolniczej.

W jakim momencie transformacji znajduje się dziś rolnictwo – czy to już przełom technologiczny, czy wciąż etap stopniowych zmian?

Rolnictwo znajduje się w fazie przejściowej – doświadcza przełomu technologicznego w obszarze innowacji i hodowli, podczas gdy transformacja na poziomie gospodarstw, w kwestii wdrażania nowoczesnych rozwiązań, postępuje stopniowo.

Na poziomie nauki i innowacji rolnictwo przekroczyło pewien próg. Postępy w hodowli roślin (w tym edycji genów), rozwój narzędzi cyfrowych i AI, rozwiązań biologicznych oraz nowoczesnej ochrony roślin przyspieszają innowacje i umożliwiają znacznie szybsze opracowywanie nowych cech niż wcześniej, wspierając rośliny w radzeniu sobie ze stresem klimatycznym i chorobami.

Pomimo tego skoku technologicznego, zmiany na większości gospodarstw zachodzą stopniowo. Tempo wdrażania zależy od uwarunkowań ekonomicznych, tolerancji ryzyka oraz regulacji. Większość korzyści ujawnia się w perspektywie kilku sezonów, a nie natychmiast. Dotyczy to szczególnie Europy, gdzie obowiązują ograniczenia regulacyjne i dostępowe. W efekcie choćby przełomowe technologie są wdrażane krok po kroku – rolnicy integrują je z istniejącymi systemami, zamiast całkowicie je zastępować. Dla rolników przez cały czas jest to proces zarządzanej ewolucji.

Jakie trzy najważniejsze trendy naukowe będą kształtować produkcję rolną w Europie w najbliższych latach?

W Europie zmiany nie są napędzane przez jedną technologię, ale przez trzy najważniejsze trendy naukowe działające równolegle. Po pierwsze, postępy w hodowli roślin – obejmujące zarówno ulepszoną hodowlę konwencjonalną, bardziej efektywne fenotypowanie (proces określania i opisywania zespołu obserwowalnych cech organizmu), jak i edycję genów – umożliwiają szybsze i bardziej precyzyjne opracowywanie odmian odpornych na stres klimatyczny i nowe choroby. Po drugie, innowacje w ochronie roślin i rozwiązania biologiczne pozwalają na bardziej ukierunkowaną i zrównoważoną ochronę upraw oraz zwiększanie ich produktywności. Po trzecie, technologie cyfrowe poprawiają monitorowanie upraw oraz podejmowanie precyzyjnych decyzji – od etapu badań aż po praktykę polową. Łącznie trendy te przekształcają cały łańcuch innowacji – od odkrycia do zastosowania w polu – umożliwiając szybszą i bardziej efektywną reakcję na nowe wyzwania.

Które przełomy technologiczne w ostatnich latach realnie zmieniły sposób tworzenia nowych odmian?

Trzy przełomowe technologie miały szczególnie istotny wpływ na sposób opracowywania nowych odmian roślin. Pierwszą z nich jest speed breeding (przyspieszona hodowla) oraz skrócone cykle hodowlane. Technologie takie jak podwojone haploidy oraz nowoczesne analizy markerowe pozwalają znacząco skrócić czas generacji i szybciej rozwijać obiecujące linie roślin. W efekcie tempo postępu genetycznego wyraźnie wzrosło. Drugą jest selekcja genomowa w połączeniu z AI i zaawansowaną analityką. Decyzje hodowlane opierają się dziś na dużych zbiorach danych genomowych i modelach predykcyjnych, a nie wyłącznie na obserwacji cech fenotypowych w polu. Pozwala to podejmować trafniejsze decyzje na wcześniejszym etapie. Trzecią jest automatyzacja i zaawansowane fenotypowanie. Automatyzacja krzyżowań, pomiarów i zbierania danych oraz integracja danych z laboratoriów, szklarni i pól zwiększyły wiarygodność i efektywność kosztową badań, umożliwiając testowanie większej liczby materiału roślinnego.

Jak dziś wygląda proces hodowli – ile w nim jeszcze „tradycji”, a ile precyzyjnego projektowania cech roślin?

Nowoczesna hodowla roślin przez cały czas opiera się na tradycyjnych praktykach, ale jest dziś znacznie bardziej precyzyjna i świadoma. Krzyżowanie roślin oraz wieloletnie testy polowe pozostają fundamentem hodowli, ponieważ tylko w rzeczywistych warunkach można potwierdzić plonowanie, stabilność i zdolność adaptacji. Zmienił się natomiast sposób podejmowania decyzji. Hodowcy korzystają dziś z wiedzy biologicznej i danych znacznie wcześniej w procesie. Lepsze zrozumienie funkcji genów i szlaków metabolicznych umożliwia celowe wprowadzanie pożądanych cech, zamiast oczekiwania na ich naturalne pojawienie się. W rezultacie hodowla przeszła od podejścia „prób i błędów” do świadomego projektowania. Mniej przypadku, więcej wyboru – ale ostatecznie przez cały czas decyduje biologia.

Jakie konkretne korzyści mogą przynieść nowe techniki genomowe rolnikom w Polsce i Europie Środkowej?

Dla rolników w Polsce i w całej Europie Środkowej korzyści mają zarówno charakter praktyczny, jak i strategiczny. Region jest coraz bardziej narażony na zmienność klimatu – okresy suszy i nagłe opady. NGT pomogą opracować odmiany lepiej przystosowane do tych warunków, stabilizując plony choćby w trudnych sezonach. Jest to szczególnie istotne w kontekście zmieniającej się i mniej przewidywalnej presji chorób i szkodników.

Jednocześnie cechy takie jak zwiększona odporność na choroby mogą ograniczyć potrzebę stosowania wielu zabiegów ochrony roślin, a poprawiona efektywność wykorzystania składników odżywczych pozwala zoptymalizować nawożenie. Przekłada się to bezpośrednio na koszty produkcji i wpływ na środowisko.

Poza korzyściami na poziomie gospodarstwa, NGT wzmacniają także konkurencyjność rolników na rynkach globalnych. Dla rolników w Polsce oznacza to dostęp do nowoczesnych, lokalnie dostosowanych odmian, które wspierają produktywność, odporność i konkurencyjność. W praktyce oznacza to większą odporność systemów produkcji, bardziej przewidywalne plony, stabilność ekonomiczną oraz większą konkurencyjność gospodarstw.

Czy NGT będą przede wszystkim narzędziem stabilizacji plonów, czy realnie pozwolą je zwiększać?

NGT będą początkowo wykorzystywane głównie do stabilizacji plonów, jednak z czasem mogą również przyczyniać się do ich zwiększania. Technologia ta już teraz pozwoliła lepiej zrozumieć, w jaki sposób poszczególne geny wpływają na zdrowie roślin, odporność na choroby oraz ich rozwój. Dzięki temu możliwe jest bardziej precyzyjne i szybsze ukierunkowanie prac hodowlanych na konkretne cechy. Firma Corteva opracowała na przykład cechę kukurydzy opartą na trzech precyzyjnych modyfikacjach genetycznych, które zwiększają odporność na choroby, takie jak północna plamistość liści kukurydzy (ang. Northern Corn Leaf Blight) i rdza południowa. Cecha ta była testowana w ubiegłym roku w Hiszpanii i Belgii. Innym przykładem jest soja o przyspieszonym kwitnieniu, która dzięki ukierunkowanym modyfikacjom genów może zakwitać choćby o 12 dni wcześniej.

Obecnie większość modyfikacji dotyczy stosunkowo prostych cech, takich jak odporność na choroby czy tempo rozwoju. Plon jest jednak cechą bardziej złożoną, ponieważ zależy od wielu genów. Oznacza to, iż jego zwiększanie wymaga więcej czasu, ale pozostaje jednym z kluczowych celów. W dłuższej perspektywie oczekuje się, iż NGT będą wspierać zarówno stabilność, jak i wzrost plonów.

Które cechy roślin są w tej chwili najintensywniej rozwijane – odporność na suszę, odporność na choroby czy efektywność nawożenia?

Obecnie najbardziej intensywnie rozwijane są cechy związane z odpornością na choroby, jakością roślin oraz efektywnością wykorzystania zasobów, a także odpornością na stres klimatyczny. Wiele z tych cech znajduje się już na etapie badań lub w fazie przedkomercyjnej, w zależności od procesu zatwierdzeń regulacyjnych.

Odporność na choroby pozostaje jednym z kluczowych priorytetów. Corteva opracowała na przykład cechę kukurydzy opartą na kilku ukierunkowanych modyfikacjach genetycznych, która poprawia odporność na najważniejsze choroby, wspierając stabilność plonów. W Europie prowadzone są również prace nad pszenicą edytowaną genetycznie odporną na choroby grzybowe, takie jak: rdze, septorioza, fuzarioza oraz mączniak prawdziwy.

Drugim ważnym obszarem jest jakość i skład roślin. W Wielkiej Brytanii jęczmień edytowany genetycznie o wyższej zawartości lipidów został sklasyfikowany jako „precision bred” (ang. hodowlany precyzyjnie), co zwiększa jego wartość w żywieniu zwierząt. Innym przykładem jest pszenica o obniżonej zawartości wolnej asparaginy, co ogranicza powstawanie akrylamidu podczas obróbki termicznej. Kukurydza woskowa Corteva zmienia natomiast skład skrobi poprzez modyfikację szlaku metabolicznego, zwiększając jej wartość przemysłową. Przykłady te pokazują, iż rozwój NGT wykracza poza sam plon – obejmuje również zdrowotność, efektywność oraz dopasowanie do różnych łańcuchów wartości.

Jak w praktyce wykorzystuje się dziś CRISPR w hodowli roślin i co to oznacza dla rolnika?

Nowe techniki genomowe są dziś stosowane jako narzędzie uzupełniające tradycyjną hodowlę roślin, a nie mające ją zastąpić. Hodowla przez cały czas opiera się na krzyżowaniu i testach polowych, jednak NGT pozwalają uczynić ten proces bardziej precyzyjnym i szybszym. Duże zasoby naukowe i przemysłowe są dziś kierowane na lepsze poznanie funkcji genów oraz identyfikację celów edycji. Aby te technologie mogły trafić do rolników, najważniejsze znaczenie ma proporcjonalne i dostępne otoczenie regulacyjne, ponieważ zbyt złożone przepisy mogą spowalniać wdrażanie innowacji.

Dla rolników NGT mogą oznaczać bardziej efektywną produkcję – poprzez ograniczenie zużycia fungicydów, pestycydów, wody i nawozów dzięki wbudowanej odporności i lepszemu wykorzystaniu składników pokarmowych, co przekłada się na niższe koszty zmienne. Jednocześnie zwiększają odporność gospodarstw, oferując odmiany lepiej znoszące suszę, stres klimatyczny i choroby, co stabilizuje plony w warunkach zmienności środowiskowej. NGT wzmacniają również konkurencyjność rolników poprzez poprawę jakości plonów i dostęp do różnych łańcuchów wartości (żywność, pasze, bioprodukty i energia), co zwiększa stabilność dochodów i elastyczność rynkową.

O ile skraca się czas wprowadzenia nowej odmiany dzięki edycji genomu?

Edycja genomu może znacząco przyspieszyć wczesne etapy hodowli, w których identyfikowane i wprowadzane są cechy. Skraca to drogę od odkrycia do zastosowania w praktyce polowej, umożliwiając wprowadzenie takich cech jak odporność na choroby, tolerancja stresu czy poprawa jakości do elitarnych zasobów genetycznych o kilka lat szybciej niż w hodowli konwencjonalnej. Corteva oraz francuski instytut badawczy w trzyletnim projekcie edytowali geny odpowiedzialne za kwitnienie soi, osiągając efekt, który w warunkach naturalnych mógłby wymagać około 150 lat selekcji i to bez gwarancji powodzenia.

Jednocześnie nowe odmiany przez cały czas wymagają wieloletnich badań polowych, walidacji i rozmnażania materiału siewnego. Testy prowadzone w wielu sezonach są niezbędne, aby potwierdzić stabilność działania w rzeczywistych warunkach. Edycja genów nie eliminuje tych etapów, ale czyni cały proces bardziej ukierunkowanym i efektywnym.

Czy CRISPR może realnie ograniczyć zużycie środków ochrony roślin?

Poprzez zwiększenie wbudowanej odporności roślin na choroby i szkodniki CRISPR może zmniejszyć presję ze strony kluczowych zagrożeń, a tym samym ograniczyć zależność od środków ochrony roślin. Na przykład podejścia oparte na edycji genów skierowane przeciwko chorobom takim jak fuzarioza czy mączniak prawdziwy wzmacniają naturalne mechanizmy obronne roślin, czyniąc ochronę bardziej precyzyjną i efektywną. Podobne prace dotyczą ziemniaka, którego choroby takie jak zaraza ziemniaka wymagają w tej chwili intensywnej ochrony. Zwiększenie odporności genetycznej nie eliminuje całkowicie potrzeby stosowania środków ochrony roślin, ale może ograniczyć ich częstotliwość i intensywność, wspierając bardziej zintegrowane systemy produkcji. Dla rolników oznacza to większą elastyczność, niższe nakłady oraz prostsze podejmowanie decyzji. Dla społeczeństwa – mniejszy wpływ środowiskowy i postęp w realizacji celów zrównoważonego rozwoju.

Które czynniki klimatyczne są dziś największym zagrożeniem dla stabilności produkcji w Europie?

Największym wyzwaniem nie jest pojedynczy czynnik, ale rosnąca zmienność i nieprzewidywalność warunków. Rolnicy mierzą się z częstszymi suszami, ale także nagłymi intensywnymi opadami, ekstremalnymi temperaturami oraz rozprzestrzenianiem się nowych chorób i szkodników. Często występują one jednocześnie, co utrudnia planowanie produkcji. Dlatego odporność stała się kluczowym celem nowoczesnej hodowli. Uprawy muszą nie tylko dobrze plonować w warunkach optymalnych, ale także utrzymywać stabilność w warunkach stresowych.

Czy możliwe jest jednoczesne zwiększanie plonów i ograniczanie wpływu rolnictwa na środowisko?

Nowoczesne rolnictwo coraz częściej opiera się na zasadzie produkowania więcej przy mniejszym zużyciu zasobów. W osiąganiu tego celu pomagają ulepszona genetyka roślin, rozwiązania biologiczne oraz rolnictwo precyzyjne. W Corteva widać to w rozwoju odmian, które zapewniają wyższe plony w warunkach stresowych, a także w rozwiązaniach poprawiających efektywność wykorzystania składników pokarmowych lub ograniczających potrzebę stosowania środków ochrony roślin.

Co najbardziej spowalnia wdrażanie innowacji w rolnictwie – regulacje, koszty czy brak akceptacji społecznej?

Wszystkie trzy czynniki są istotne, jednak w Europie główną barierą pozostają regulacje. Wiele innowacji – szczególnie opartych na nowych technikach genomowych – jest już dobrze rozwiniętych na etapie badań. najważniejsze pytanie brzmi, czy ramy regulacyjne pozwolą na sprawne przeniesienie ich z laboratoriów do gospodarstw rolnych. System regulacyjny powinien być oparty na nauce i proporcjonalny. Jednocześnie sama regulacja nie wystarcza – równie ważne jest zaufanie społeczne. Dlatego z perspektywy Corteva najważniejszy jest przejrzysty dialog ze społeczeństwem, rolnikami i decydentami, oparty na danych naukowych. Wdrażanie nowych technologii musi iść w parze z otwartą komunikacją i rzetelną dyskusją o korzyściach i wyzwaniach. Inicjatywy takie jak polowe testy NGT organizowane przez Corteva, m.in. w Belgii i Hiszpanii, pozwalają zobaczyć te technologie w praktyce. Takie doświadczenie jest najważniejsze dla budowania zaufania i akceptacji.

Jak przekonać producentów, iż biotechnologia to narzędzie, a nie zagrożenie?

Wśród rolników, polityków i konsumentów rośnie świadomość, iż nowe technologie hodowlane – czyli precyzyjna hodowla, która teoretycznie może zachodzić również naturalnie – nie powinny być traktowane inaczej niż odmiany konwencjonalne. Coraz częściej obserwuje się duże zainteresowanie i pozytywny odbiór NGT, m.in. wśród uczniów, studentów i odwiedzających ośrodki badawcze w Europie. Dla wielu rolników pytanie nie brzmi już „czy stosować edycję genów?”, ale „jak najlepiej ją wykorzystać?”. Rolnicy są pragmatyczni i nastawieni na efekty – oczekują rozwiązań, które pomogą zarządzać ryzykiem, poprawić efektywność i utrzymać konkurencyjność. Gdy technologie są testowane lokalnie i działają w rzeczywistych warunkach, rolnicy mogą rzetelnie ocenić ich wartość. Dlatego Corteva kładzie nacisk na lokalną współpracę z rolnikami i wsparcie agronomiczne. Innowacja polega na wspieraniu świadomych decyzji i zapewnieniu, iż rozwiązania działają tam, gdzie są potrzebne – w gospodarstwie.

Gdyby miał Pan wskazać jedną technologię, która najbardziej zmieni rolnictwo, co by to było?

Gdybym miał wskazać jedną technologię, byłaby to edycja genów – nie tylko jako narzędzie, ale jako katalizator nowego sposobu myślenia o rolnictwie, umożliwiający tworzenie nowych koncepcji produktów i dodatkowych możliwości dla rolników. Jej siła polega na możliwości reagowania na wyzwania z precyzją i szybkością, które wcześniej były niedostępne. Dotyczy to zarówno odporności na choroby, tolerancji stresu klimatycznego, jak i poprawy profilu odżywczego roślin. Na świecie widać już rosnącą implementację tych technologii – wiele państw wprowadziło ramy regulacyjne umożliwiające badania, a czasem również komercjalizację. Produkty edytowane CRISPR, takie jak pomidor GABA w Japonii, pokazują, iż technologia ta zaczyna być częścią realnych systemów żywnościowych.

Jednocześnie rolnictwo musi odpowiadać na rosnące wymagania: produkować więcej przy mniejszym zużyciu zasobów i niższym wpływie środowiskowym. W tym sensie edycja genów pomaga na nowo zdefiniować to, czego oczekujemy od samego rolnictwa. Jej transformacyjny wpływ na naukę i innowacje jest bezsprzeczny – i właśnie dlatego Emmanuelle Charpentier i Jennifer A. Doudna, które opracowały metodę edycji genów CRISPR-Cas9 zostały uhonorowane Nagrodą Nobla w 2020 roku.

Jak będzie wyglądało gospodarstwo rolne za 20 lat?

Za 20 lat kluczową cechą gospodarstw będzie cyfrowa warstwa operacyjna, integrująca dane z gleby, pogody, sensorów i maszyn w czasie rzeczywistym, co umożliwi podejmowanie decyzji na poziomie konkretnego pola, a nie średnich sezonowych. Rozwój rolnictwa w Europie będzie wynikał z połączenia narzędzi cyfrowych, innowacji hodowlanych oraz rozwiązań biologicznych i ochrony roślin, a nie jednego przełomowego rozwiązania. W 2046 roku gospodarstwa będą korzystać z częściej aktualizowanych odmian, odpornych na szeroki zakres wyzwań – upały, susze, powodzie i nowe choroby.

Zmieni się także struktura produkcji: będziemy mieli większą różnorodność płodozmianów, większe wykorzystanie roślin okrywowych oraz bardziej elastyczne systemy upraw tam, gdzie to możliwe. Interwencje – takie jak nawożenie czy ochrona roślin – będą wykonywane bardziej precyzyjnie, we właściwym momencie, na podstawie danych i modeli ryzyka.

Automatyzacja będzie wspierać rolników, wykonując powtarzalne i precyzyjne zadania, podczas gdy rolnicy będą skupiać się na zarządzaniu systemem i strategii. Gospodarstwo przyszłości będzie czymś w rodzaju „kokpitu” – rolnik pozostanie w centrum decyzji, wspierany przez dane, sensory i automatyzację, które zwiększają precyzję i odporność, ale nie zastępują ludzkiej oceny.

Ostatecznie będzie to gospodarstwo produkujące więcej przy mniejszym zużyciu zasobów, oferujące większą elastyczność produkcyjną i stale dostosowujące się do zmian środowiskowych i rynkowych – w kierunku, w którym już dziś zmierzają firmy takie jak Corteva.

Jeszcze niedawno postęp w hodowli roślin liczono w dekadach. Dziś – dzięki biotechnologii, analizie danych i narzędziom takim jak CRISPR – tempo zmian przyspiesza do poziomu, który zaczyna redefiniować całe rolnictwo. W tle tej transformacji są jednak nie tylko laboratoria i nowe technologie, ale także polityka, regulacje i rosnąca presja klimatyczna.

Dzisiejsze rolnictwo stoi w obliczu całej gamy starych i nowych wyzwań, a zmiany klimatyczne podważają stabilność plonów. Coraz częstsze susze, powodzie, stres cieplny oraz nieprzewidywalne sezony zwiększają ryzyko produkcji i jej zmienność. Presja biologiczna rośnie, a szkodniki, choroby i chwasty rozprzestrzeniają się szybciej i skuteczniej się adaptują, wyprzedzając tradycyjne rozwiązania.

Rolnicy muszą produkować więcej przy mniejszych nakładach w warunkach rosnących kosztów, ograniczonych zasobów (woda, ziemia, siła robocza), rosnącej presji klimatycznej, biologicznej, ekonomicznej i regulacyjnej, a także rosnących oczekiwań w zakresie zrównoważonego rozwoju, które ograniczają marże – przy jednoczesnym zachowaniu rentowności i konkurencyjności.

O tym, jak będzie wyglądać przyszłość produkcji roślinnej, jakie znaczenie mają nowe techniki genomowe i czy Europa nie zostanie w tyle za resztą świata, rozmawiamy z dr. Frankiem Roeberem – ekspertem Corteva w obszarze biotechnologii rolniczej.

W jakim momencie transformacji znajduje się dziś rolnictwo – czy to już przełom technologiczny, czy wciąż etap stopniowych zmian?

Rolnictwo znajduje się w fazie przejściowej – doświadcza przełomu technologicznego w obszarze innowacji i hodowli, podczas gdy transformacja na poziomie gospodarstw, w kwestii wdrażania nowoczesnych rozwiązań, postępuje stopniowo.

Na poziomie nauki i innowacji rolnictwo przekroczyło pewien próg. Postępy w hodowli roślin (w tym edycji genów), rozwój narzędzi cyfrowych i AI, rozwiązań biologicznych oraz nowoczesnej ochrony roślin przyspieszają innowacje i umożliwiają znacznie szybsze opracowywanie nowych cech niż wcześniej, wspierając rośliny w radzeniu sobie ze stresem klimatycznym i chorobami.

Pomimo tego skoku technologicznego, zmiany na większości gospodarstw zachodzą stopniowo. Tempo wdrażania zależy od uwarunkowań ekonomicznych, tolerancji ryzyka oraz regulacji. Większość korzyści ujawnia się w perspektywie kilku sezonów, a nie natychmiast. Dotyczy to szczególnie Europy, gdzie obowiązują ograniczenia regulacyjne i dostępowe. W efekcie choćby przełomowe technologie są wdrażane krok po kroku – rolnicy integrują je z istniejącymi systemami, zamiast całkowicie je zastępować. Dla rolników przez cały czas jest to proces zarządzanej ewolucji.

Jakie trzy najważniejsze trendy naukowe będą kształtować produkcję rolną w Europie w najbliższych latach?

W Europie zmiany nie są napędzane przez jedną technologię, ale przez trzy najważniejsze trendy naukowe działające równolegle. Po pierwsze, postępy w hodowli roślin – obejmujące zarówno ulepszoną hodowlę konwencjonalną, bardziej efektywne fenotypowanie (proces określania i opisywania zespołu obserwowalnych cech organizmu), jak i edycję genów – umożliwiają szybsze i bardziej precyzyjne opracowywanie odmian odpornych na stres klimatyczny i nowe choroby. Po drugie, innowacje w ochronie roślin i rozwiązania biologiczne pozwalają na bardziej ukierunkowaną i zrównoważoną ochronę upraw oraz zwiększanie ich produktywności. Po trzecie, technologie cyfrowe poprawiają monitorowanie upraw oraz podejmowanie precyzyjnych decyzji – od etapu badań aż po praktykę polową. Łącznie trendy te przekształcają cały łańcuch innowacji – od odkrycia do zastosowania w polu – umożliwiając szybszą i bardziej efektywną reakcję na nowe wyzwania.

Które przełomy technologiczne w ostatnich latach realnie zmieniły sposób tworzenia nowych odmian?

Trzy przełomowe technologie miały szczególnie istotny wpływ na sposób opracowywania nowych odmian roślin. Pierwszą z nich jest speed breeding (przyspieszona hodowla) oraz skrócone cykle hodowlane. Technologie takie jak podwojone haploidy oraz nowoczesne analizy markerowe pozwalają znacząco skrócić czas generacji i szybciej rozwijać obiecujące linie roślin. W efekcie tempo postępu genetycznego wyraźnie wzrosło. Drugą jest selekcja genomowa w połączeniu z AI i zaawansowaną analityką. Decyzje hodowlane opierają się dziś na dużych zbiorach danych genomowych i modelach predykcyjnych, a nie wyłącznie na obserwacji cech fenotypowych w polu. Pozwala to podejmować trafniejsze decyzje na wcześniejszym etapie. Trzecią jest automatyzacja i zaawansowane fenotypowanie. Automatyzacja krzyżowań, pomiarów i zbierania danych oraz integracja danych z laboratoriów, szklarni i pól zwiększyły wiarygodność i efektywność kosztową badań, umożliwiając testowanie większej liczby materiału roślinnego.

Jak dziś wygląda proces hodowli – ile w nim jeszcze „tradycji”, a ile precyzyjnego projektowania cech roślin?

Nowoczesna hodowla roślin przez cały czas opiera się na tradycyjnych praktykach, ale jest dziś znacznie bardziej precyzyjna i świadoma. Krzyżowanie roślin oraz wieloletnie testy polowe pozostają fundamentem hodowli, ponieważ tylko w rzeczywistych warunkach można potwierdzić plonowanie, stabilność i zdolność adaptacji. Zmienił się natomiast sposób podejmowania decyzji. Hodowcy korzystają dziś z wiedzy biologicznej i danych znacznie wcześniej w procesie. Lepsze zrozumienie funkcji genów i szlaków metabolicznych umożliwia celowe wprowadzanie pożądanych cech, zamiast oczekiwania na ich naturalne pojawienie się. W rezultacie hodowla przeszła od podejścia „prób i błędów” do świadomego projektowania. Mniej przypadku, więcej wyboru – ale ostatecznie przez cały czas decyduje biologia.

Jakie konkretne korzyści mogą przynieść nowe techniki genomowe rolnikom w Polsce i Europie Środkowej?

Dla rolników w Polsce i w całej Europie Środkowej korzyści mają zarówno charakter praktyczny, jak i strategiczny. Region jest coraz bardziej narażony na zmienność klimatu – okresy suszy i nagłe opady. NGT pomogą opracować odmiany lepiej przystosowane do tych warunków, stabilizując plony choćby w trudnych sezonach. Jest to szczególnie istotne w kontekście zmieniającej się i mniej przewidywalnej presji chorób i szkodników.

Jednocześnie cechy takie jak zwiększona odporność na choroby mogą ograniczyć potrzebę stosowania wielu zabiegów ochrony roślin, a poprawiona efektywność wykorzystania składników odżywczych pozwala zoptymalizować nawożenie. Przekłada się to bezpośrednio na koszty produkcji i wpływ na środowisko.

Poza korzyściami na poziomie gospodarstwa, NGT wzmacniają także konkurencyjność rolników na rynkach globalnych. Dla rolników w Polsce oznacza to dostęp do nowoczesnych, lokalnie dostosowanych odmian, które wspierają produktywność, odporność i konkurencyjność. W praktyce oznacza to większą odporność systemów produkcji, bardziej przewidywalne plony, stabilność ekonomiczną oraz większą konkurencyjność gospodarstw.

Czy NGT będą przede wszystkim narzędziem stabilizacji plonów, czy realnie pozwolą je zwiększać?

NGT będą początkowo wykorzystywane głównie do stabilizacji plonów, jednak z czasem mogą również przyczyniać się do ich zwiększania. Technologia ta już teraz pozwoliła lepiej zrozumieć, w jaki sposób poszczególne geny wpływają na zdrowie roślin, odporność na choroby oraz ich rozwój. Dzięki temu możliwe jest bardziej precyzyjne i szybsze ukierunkowanie prac hodowlanych na konkretne cechy. Firma Corteva opracowała na przykład cechę kukurydzy opartą na trzech precyzyjnych modyfikacjach genetycznych, które zwiększają odporność na choroby, takie jak północna plamistość liści kukurydzy (ang. Northern Corn Leaf Blight) i rdza południowa. Cecha ta była testowana w ubiegłym roku w Hiszpanii i Belgii. Innym przykładem jest soja o przyspieszonym kwitnieniu, która dzięki ukierunkowanym modyfikacjom genów może zakwitać choćby o 12 dni wcześniej.

Obecnie większość modyfikacji dotyczy stosunkowo prostych cech, takich jak odporność na choroby czy tempo rozwoju. Plon jest jednak cechą bardziej złożoną, ponieważ zależy od wielu genów. Oznacza to, iż jego zwiększanie wymaga więcej czasu, ale pozostaje jednym z kluczowych celów. W dłuższej perspektywie oczekuje się, iż NGT będą wspierać zarówno stabilność, jak i wzrost plonów.

Które cechy roślin są w tej chwili najintensywniej rozwijane – odporność na suszę, odporność na choroby czy efektywność nawożenia?

Obecnie najbardziej intensywnie rozwijane są cechy związane z odpornością na choroby, jakością roślin oraz efektywnością wykorzystania zasobów, a także odpornością na stres klimatyczny. Wiele z tych cech znajduje się już na etapie badań lub w fazie przedkomercyjnej, w zależności od procesu zatwierdzeń regulacyjnych.

Odporność na choroby pozostaje jednym z kluczowych priorytetów. Corteva opracowała na przykład cechę kukurydzy opartą na kilku ukierunkowanych modyfikacjach genetycznych, która poprawia odporność na najważniejsze choroby, wspierając stabilność plonów. W Europie prowadzone są również prace nad pszenicą edytowaną genetycznie odporną na choroby grzybowe, takie jak: rdze, septorioza, fuzarioza oraz mączniak prawdziwy.

Drugim ważnym obszarem jest jakość i skład roślin. W Wielkiej Brytanii jęczmień edytowany genetycznie o wyższej zawartości lipidów został sklasyfikowany jako „precision bred” (ang. hodowlany precyzyjnie), co zwiększa jego wartość w żywieniu zwierząt. Innym przykładem jest pszenica o obniżonej zawartości wolnej asparaginy, co ogranicza powstawanie akrylamidu podczas obróbki termicznej. Kukurydza woskowa Corteva zmienia natomiast skład skrobi poprzez modyfikację szlaku metabolicznego, zwiększając jej wartość przemysłową. Przykłady te pokazują, iż rozwój NGT wykracza poza sam plon – obejmuje również zdrowotność, efektywność oraz dopasowanie do różnych łańcuchów wartości.

Jak w praktyce wykorzystuje się dziś CRISPR w hodowli roślin i co to oznacza dla rolnika?

Nowe techniki genomowe są dziś stosowane jako narzędzie uzupełniające tradycyjną hodowlę roślin, a nie mające ją zastąpić. Hodowla przez cały czas opiera się na krzyżowaniu i testach polowych, jednak NGT pozwalają uczynić ten proces bardziej precyzyjnym i szybszym. Duże zasoby naukowe i przemysłowe są dziś kierowane na lepsze poznanie funkcji genów oraz identyfikację celów edycji. Aby te technologie mogły trafić do rolników, najważniejsze znaczenie ma proporcjonalne i dostępne otoczenie regulacyjne, ponieważ zbyt złożone przepisy mogą spowalniać wdrażanie innowacji.

Dla rolników NGT mogą oznaczać bardziej efektywną produkcję – poprzez ograniczenie zużycia fungicydów, pestycydów, wody i nawozów dzięki wbudowanej odporności i lepszemu wykorzystaniu składników pokarmowych, co przekłada się na niższe koszty zmienne. Jednocześnie zwiększają odporność gospodarstw, oferując odmiany lepiej znoszące suszę, stres klimatyczny i choroby, co stabilizuje plony w warunkach zmienności środowiskowej. NGT wzmacniają również konkurencyjność rolników poprzez poprawę jakości plonów i dostęp do różnych łańcuchów wartości (żywność, pasze, bioprodukty i energia), co zwiększa stabilność dochodów i elastyczność rynkową.

O ile skraca się czas wprowadzenia nowej odmiany dzięki edycji genomu?

Edycja genomu może znacząco przyspieszyć wczesne etapy hodowli, w których identyfikowane i wprowadzane są cechy. Skraca to drogę od odkrycia do zastosowania w praktyce polowej, umożliwiając wprowadzenie takich cech jak odporność na choroby, tolerancja stresu czy poprawa jakości do elitarnych zasobów genetycznych o kilka lat szybciej niż w hodowli konwencjonalnej. Corteva oraz francuski instytut badawczy w trzyletnim projekcie edytowali geny odpowiedzialne za kwitnienie soi, osiągając efekt, który w warunkach naturalnych mógłby wymagać około 150 lat selekcji i to bez gwarancji powodzenia.

Jednocześnie nowe odmiany przez cały czas wymagają wieloletnich badań polowych, walidacji i rozmnażania materiału siewnego. Testy prowadzone w wielu sezonach są niezbędne, aby potwierdzić stabilność działania w rzeczywistych warunkach. Edycja genów nie eliminuje tych etapów, ale czyni cały proces bardziej ukierunkowanym i efektywnym.

Czy CRISPR może realnie ograniczyć zużycie środków ochrony roślin?

Poprzez zwiększenie wbudowanej odporności roślin na choroby i szkodniki CRISPR może zmniejszyć presję ze strony kluczowych zagrożeń, a tym samym ograniczyć zależność od środków ochrony roślin. Na przykład podejścia oparte na edycji genów skierowane przeciwko chorobom takim jak fuzarioza czy mączniak prawdziwy wzmacniają naturalne mechanizmy obronne roślin, czyniąc ochronę bardziej precyzyjną i efektywną. Podobne prace dotyczą ziemniaka, którego choroby takie jak zaraza ziemniaka wymagają w tej chwili intensywnej ochrony. Zwiększenie odporności genetycznej nie eliminuje całkowicie potrzeby stosowania środków ochrony roślin, ale może ograniczyć ich częstotliwość i intensywność, wspierając bardziej zintegrowane systemy produkcji. Dla rolników oznacza to większą elastyczność, niższe nakłady oraz prostsze podejmowanie decyzji. Dla społeczeństwa – mniejszy wpływ środowiskowy i postęp w realizacji celów zrównoważonego rozwoju.

Które czynniki klimatyczne są dziś największym zagrożeniem dla stabilności produkcji w Europie?

Największym wyzwaniem nie jest pojedynczy czynnik, ale rosnąca zmienność i nieprzewidywalność warunków. Rolnicy mierzą się z częstszymi suszami, ale także nagłymi intensywnymi opadami, ekstremalnymi temperaturami oraz rozprzestrzenianiem się nowych chorób i szkodników. Często występują one jednocześnie, co utrudnia planowanie produkcji. Dlatego odporność stała się kluczowym celem nowoczesnej hodowli. Uprawy muszą nie tylko dobrze plonować w warunkach optymalnych, ale także utrzymywać stabilność w warunkach stresowych.

Czy możliwe jest jednoczesne zwiększanie plonów i ograniczanie wpływu rolnictwa na środowisko?

Nowoczesne rolnictwo coraz częściej opiera się na zasadzie produkowania więcej przy mniejszym zużyciu zasobów. W osiąganiu tego celu pomagają ulepszona genetyka roślin, rozwiązania biologiczne oraz rolnictwo precyzyjne. W Corteva widać to w rozwoju odmian, które zapewniają wyższe plony w warunkach stresowych, a także w rozwiązaniach poprawiających efektywność wykorzystania składników pokarmowych lub ograniczających potrzebę stosowania środków ochrony roślin.

Co najbardziej spowalnia wdrażanie innowacji w rolnictwie – regulacje, koszty czy brak akceptacji społecznej?

Wszystkie trzy czynniki są istotne, jednak w Europie główną barierą pozostają regulacje. Wiele innowacji – szczególnie opartych na nowych technikach genomowych – jest już dobrze rozwiniętych na etapie badań. najważniejsze pytanie brzmi, czy ramy regulacyjne pozwolą na sprawne przeniesienie ich z laboratoriów do gospodarstw rolnych. System regulacyjny powinien być oparty na nauce i proporcjonalny. Jednocześnie sama regulacja nie wystarcza – równie ważne jest zaufanie społeczne. Dlatego z perspektywy Corteva najważniejszy jest przejrzysty dialog ze społeczeństwem, rolnikami i decydentami, oparty na danych naukowych. Wdrażanie nowych technologii musi iść w parze z otwartą komunikacją i rzetelną dyskusją o korzyściach i wyzwaniach. Inicjatywy takie jak polowe testy NGT organizowane przez Corteva, m.in. w Belgii i Hiszpanii, pozwalają zobaczyć te technologie w praktyce. Takie doświadczenie jest najważniejsze dla budowania zaufania i akceptacji.

Jak przekonać producentów, iż biotechnologia to narzędzie, a nie zagrożenie?

Wśród rolników, polityków i konsumentów rośnie świadomość, iż nowe technologie hodowlane – czyli precyzyjna hodowla, która teoretycznie może zachodzić również naturalnie – nie powinny być traktowane inaczej niż odmiany konwencjonalne. Coraz częściej obserwuje się duże zainteresowanie i pozytywny odbiór NGT, m.in. wśród uczniów, studentów i odwiedzających ośrodki badawcze w Europie. Dla wielu rolników pytanie nie brzmi już „czy stosować edycję genów?”, ale „jak najlepiej ją wykorzystać?”. Rolnicy są pragmatyczni i nastawieni na efekty – oczekują rozwiązań, które pomogą zarządzać ryzykiem, poprawić efektywność i utrzymać konkurencyjność. Gdy technologie są testowane lokalnie i działają w rzeczywistych warunkach, rolnicy mogą rzetelnie ocenić ich wartość. Dlatego Corteva kładzie nacisk na lokalną współpracę z rolnikami i wsparcie agronomiczne. Innowacja polega na wspieraniu świadomych decyzji i zapewnieniu, iż rozwiązania działają tam, gdzie są potrzebne – w gospodarstwie.

Gdyby miał Pan wskazać jedną technologię, która najbardziej zmieni rolnictwo, co by to było?

Gdybym miał wskazać jedną technologię, byłaby to edycja genów – nie tylko jako narzędzie, ale jako katalizator nowego sposobu myślenia o rolnictwie, umożliwiający tworzenie nowych koncepcji produktów i dodatkowych możliwości dla rolników. Jej siła polega na możliwości reagowania na wyzwania z precyzją i szybkością, które wcześniej były niedostępne. Dotyczy to zarówno odporności na choroby, tolerancji stresu klimatycznego, jak i poprawy profilu odżywczego roślin. Na świecie widać już rosnącą implementację tych technologii – wiele państw wprowadziło ramy regulacyjne umożliwiające badania, a czasem również komercjalizację. Produkty edytowane CRISPR, takie jak pomidor GABA w Japonii, pokazują, iż technologia ta zaczyna być częścią realnych systemów żywnościowych.

Jednocześnie rolnictwo musi odpowiadać na rosnące wymagania: produkować więcej przy mniejszym zużyciu zasobów i niższym wpływie środowiskowym. W tym sensie edycja genów pomaga na nowo zdefiniować to, czego oczekujemy od samego rolnictwa. Jej transformacyjny wpływ na naukę i innowacje jest bezsprzeczny – i właśnie dlatego Emmanuelle Charpentier i Jennifer A. Doudna, które opracowały metodę edycji genów CRISPR-Cas9 zostały uhonorowane Nagrodą Nobla w 2020 roku.

Jak będzie wyglądało gospodarstwo rolne za 20 lat?

Za 20 lat kluczową cechą gospodarstw będzie cyfrowa warstwa operacyjna, integrująca dane z gleby, pogody, sensorów i maszyn w czasie rzeczywistym, co umożliwi podejmowanie decyzji na poziomie konkretnego pola, a nie średnich sezonowych. Rozwój rolnictwa w Europie będzie wynikał z połączenia narzędzi cyfrowych, innowacji hodowlanych oraz rozwiązań biologicznych i ochrony roślin, a nie jednego przełomowego rozwiązania. W 2046 roku gospodarstwa będą korzystać z częściej aktualizowanych odmian, odpornych na szeroki zakres wyzwań – upały, susze, powodzie i nowe choroby.

Zmieni się także struktura produkcji: będziemy mieli większą różnorodność płodozmianów, większe wykorzystanie roślin okrywowych oraz bardziej elastyczne systemy upraw tam, gdzie to możliwe. Interwencje – takie jak nawożenie czy ochrona roślin – będą wykonywane bardziej precyzyjnie, we właściwym momencie, na podstawie danych i modeli ryzyka.

Automatyzacja będzie wspierać rolników, wykonując powtarzalne i precyzyjne zadania, podczas gdy rolnicy będą skupiać się na zarządzaniu systemem i strategii. Gospodarstwo przyszłości będzie czymś w rodzaju „kokpitu” – rolnik pozostanie w centrum decyzji, wspierany przez dane, sensory i automatyzację, które zwiększają precyzję i odporność, ale nie zastępują ludzkiej oceny.

Ostatecznie będzie to gospodarstwo produkujące więcej przy mniejszym zużyciu zasobów, oferujące większą elastyczność produkcyjną i stale dostosowujące się do zmian środowiskowych i rynkowych – w kierunku, w którym już dziś zmierzają firmy takie jak Corteva.