Fitobot, nuevo sistema robotizado para el fenotipado masivo vegetal

FITOBOT Seeds4i

Seeds for Innovation ha desarrollado este proyecto pionero  en Almería en obtener financiación del programa nacional del CDTI Neotec 2020.

El principal cuello de botella en la mejora vegetal para obtener variedades más tolerantes frente a situaciones de estrés biótico y abiótico es el fenotipado y la selección de los individuos más adecuados en los distintos niveles de los programas de mejora genética vegetal.

Seeds for Innovation (Seeds4i) ha dado un paso al frente para resolver esta necesidad del sector agroalimentario, a través del desarrollo de Fitobot, una plataforma robotizada que permite registrar y analizar las características fenotípicas de las variedades desde una edad  temprana, obteniendo información valiosa para un mejor aprovechamiento de los recursos técnicos y económicos, de forma que repercuta en una mayor competitividad, una mejor respuesta ante los cambios en el mercado y, a la postre, un incremento de la rentabilidad.

Las aplicaciones de esta herramienta se centran en tres líneas de trabajo, dependiendo del  tipo de cliente al que se dirijan, y en las respuestas a agentes externos que el cliente pretenda encontrar en las plantas:

  • Fenotipado para caracteres de tolerancia a estrés abiótico en empresas de semillas: con este servicio se pretende facilitar la selección de genotipos para el desarrollo de nuevas variedades evaluando en estadios tempranos de la planta aquellas que presenten un mejor comportamiento frente a condiciones de estrés de tipo abiótico como la salinidad o la sequía.
  • Fenotipado para resistencia a enfermedades para empresas del sector de las semillas: está enfocado a clientes que deseen analizar no sólo el fenotipado de sus plantas ante factores abióticos, sino  analizar el comportamiento de un conjunto de variedades ante agentes bióticos, como bacterias o virus inoculados, y conocer el posible nivel de resistencia o tolerancia a los mismos.
  • Fenotipado para empresas productoras de fertilizantes: diseñado para las empresas que, ante una muestra normalizada de plantas, quieran evaluar diferentes combinaciones de sus productos y analizar el rendimiento en planta de los mismos para desarrollar fertilizantes, abonos y fitosanitarios mejor adaptados a los cultivos, así como a los nuevos requisitos medioambientales.

Sistema y financiación pioneros

El objetivo  de este nuevo servicio de fenotipado masivo a través de la herramienta Fitobot es solucionar el obstáculo que suponen los trabajos de fenotipado y cribado de accesiones en las empresas de selección de semillas. Esta herramienta contempla el análisis de especies hortícolas así como de cereales u otras especies de interés comercial y se convierte, por primera vez, en un sistema de fenotipado masivo automático en estadios tempranos del desarrollo de las plantas.

Este sistema no sólo es pionero por las completas características de fenotipado que aporta. También es el único proyecto en Almería que obtiene financiación procedente del programa de ámbito nacional Neotec 2020, un plan de concurrencia competitiva para pymes innovadoras, promovido por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), dependiente del Ministerio de Ciencia e Innovación, con el objetivo de apoyar la puesta en marcha de nuevos proyectos empresariales que requieran el uso de tecnologías o conocimientos desarrollados a partir de la actividad investigadora y en los que la estrategia de negocio se base en el desarrollo de tecnología.

La plataforma de fenotipado masivo Fitobot funcionará de manera integrada con el software de gestión y mejora genética vegetal NOAH Plant Breeding. Los datos generados serán analizados por un módulo específico de inteligencia artificial capaz de reconocer los patrones de crecimiento radicular y la velocidad de crecimiento de la parte aérea, además de hacer evaluaciones en los patrones de coloración de las hojas. Todos estos datos se almacenarán, de forma automática, en la ficha de cada una de las accesiones evaluadas en el ensayo mediante la plataforma de NOAH. De esta forma, los mejoradores podrán tener acceso en tiempo real a los datos de fenotipado y a los análisis del software de inteligencia artificial para tomar las decisiones oportunas a la hora de realizar la selección de las accesiones.

Este proyecto multidisciplinar, liderado por Seeds4i, cuenta con la colaboración técnica de la infraestructura e ingeniería del grupo Cellbitec: Agrointec, para el desarrollo del módulo robótico; y Bullsoft Solutions, para la integración del software NOAH y del módulo de inteligencia artificial, completando el sistema.

Esta tecnología automatizada de fenotipado masivo es el último desarrollo diseñado por Seeds4i y supone un hito en la corta historia de esta compañía biotecnológica ubicada en PITA, al obtener el aval del Programa Neotec. En palabras del responsable científico de Seeds4i, Edgar García-Fortea, “el desarrollo de las tecnologías ómicas supone el presente y el futuro de la ciencia, en general, y no es diferente en el caso del fitomejoramiento. El fenotipado supone una de las partes con un mayor margen de tecnificación en los procesos de mejora vegetal, siendo en muchas ocasiones un trabajo tedioso que genera datos subjetivos. Por ello, el diseño de una plataforma que contribuya al desarrollo de la fenómica es un reto que requiere una respuesta inmediata para poder adaptar y seleccionar nuestras variedades a los retos de cambio climático que cada vez tienen un impacto mayor en nuestra agricultura y en nuestra forma de vida como sociedad”.

Por su parte, Miguel Ángel Ruíz, ingeniero industrial responsable del proyecto en Agrointec, considera que “gracias al trabajo del equipo de ingenieros de Agrointec va a ser posible, en breve, prestar servicios de fenotipado masivo para empresas productoras de semillas y fertilizantes, además de implantar este sistema robotizado en grandes compañías que así lo requieran, como proyecto llave en mano”.

Desde Bullsoft Solutions, Alfredo Sánchez-Gimeno, consultor senior NOAH, señala que “con el desarrollo de Fitobot, continuamos con la apuesta por ir dotando a la plataforma NOAH de nuevas herramientas que permitan la asistencia a breeders, técnicos e investigadores en la toma de decisiones en sus trabajos diarios”.

Acerca de Seeds for Innovation

Seeds For Innovation desarrolla cuatro líneas de trabajo especializado en mejora genética: la primera de ellas se basa en técnicas de cultivo in vitro donde los servicios de ploidía se añaden a otros que van desde la micropropagación a la mutagénesis; la segunda línea consiste en servicios de fitopatología y sanidad vegetal y se dedican al diagnóstico de las enfermedades de las plantas y al desarrollo de soluciones para su control; la tercera línea de negocio cuenta con un servicio de fenotipado y genotipado masivo e irá acompañada de la cuarta línea, la bioinformática, que aplica tecnologías computacionales con la estadística para analizar y gestionar grandes volúmenes de datos biológicos.

Beyond Seeds

Beyond Seeds no es sólo un buen eslogan, es una forma de entender la investigación y la innovación, enfocándolas hacia algo simple y a la vez mágico. Es el leitmotiv que persigue un grupo de empresas biotecnológicas dedicadas a la investigación científica en el ámbito de las ciencias de la vida:

Cellbitec, por la búsqueda dentro de la semilla de moléculas con poder para tratar enfermedades como el cáncer, enfermedades metabólicas y enfermedades neurodegenerativas.

Agrointec, por el uso y aplicación de tecnologías, productos y protocolos que mejoran propiedades de las semillas.

Nanointec, por la aplicación de nanotecnología a la captura de esas moléculas extraídas de la semilla.

Seeds4i, por la utilización del ADN de la célula vegetal para generar una nueva generación de plantas.

Bullsoft Solutions, por el uso de la fuente de información que se genera de los datos para desarrollar nueva genética vegetal.

La especialización de productos y servicios que ofrece Beyond Seeds, apoyada en las técnicas y la tecnología de vanguardia que posee en sus instalaciones, y articulada a través de su experto equipo humano, la sitúan en una posición privilegiada que va ‘más allá de las semillas’.

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