Dân số trên thế giới dự trù  sẽ  tăng lên 9 tỉ người vào năm 2050.  Để sản  xuất  đủ thực phẩm nuôi  số dân này là một việc  làm ưu tiên hàng đầu của những chuyên gia về  các ngành  nông nghiệp và thực vật .   Mục tiêu được đặt ra là làm sao sản xuất được số lượng  nông sản gấp đôi hiện nay vào giữa thế kỷ thứ 21. Các cuộc khảo cứu và phát triển kỹ thuật canh tác  đang chạy đua với thời gian đã lôi cuốn các tài năng   khắp nơi  trên  thế giới về  Research Triangle  Park ( RTP ). Đây là một trung tâm khảo cứu lớn nhất tại Hoa Kỳ,   thuộc tiểu bang North Carolina. Với diện tích 7,000 acres cho 190 công ty đang hoạt động trong đó có 70 công ty  chuyên về life science.

RTP được toạ lạc  ở giữa trong ranh giới của  ba thành phố mà mỗi thành phố đều có một trường đại học danh tiếng ,   North Carolina University at Chapel Hill,  Duke University at  Durham và   North Carolina  State University  at Raleigh, thủ đô của North Carolina.  Ba trường đại học này có thể cung cấp cho RTP một lực lượng chuyên viên đáng kể với  nhiều kỹ năng về  các ngành khoa học nông nghiệp và  thiên nhiên .   Vì thế trong những  thập niên qua rất nhiều  công ty chuyên về khảo cứu khoa học  nông nghiệp và khoa học thiên nhiên  đã tụ tập  về đây.

 Vì tương lai phát triển  đầy hứa hẹn nên nhiều công ty vẫn tiếp tục di chuyển về  Research Triangle  Park  như   trong năm 2012 Bayer Crop Science  đã dời đại bản doanh  thương mại   hạt giống từ Pháp  . Tương tự BASF  cũng di chuyển ngành khoa học thực vật  từ Đức  vì gặp khó khăn tại Âu Châu  về  sản xuất các hoa mầu cải biến di truyền.

 Khu khảo cứu nông nghiệp chiếm một diện tích 1.17  million sq ft với  ba công ty hàng đầu  chuyên về khảo cứu là BASF với 1,100 nhân viên, Bayer 640 và Syngenta 400.    Các nhà kiếng , phòng thí nghiệm mới và tối tân được thiết lập để  khảo cứu  về  các lãnh vực  như cải biến di truyền , hóa chất bảo về hoa mầu ,  dòng chủng thực vật, kỹ thuật  sản  xuất hạt giống có năng suất cao và kháng sâu bệnh , các sản phẩm sinh học, v.v,  với mục đích giúp thế giới  có thể sản xuất   gấp đôi số lượng thực phẩm hiện nay  vào năm 2050. Trong ba năm qua  các công ty  chuyên về  Agrobiotech  đã    đầu tư 270 triệu dollars  để chi phí  vào các hoạt động khảo cứu   và dự trù sẽ mở mang thêm nữa.

Công ty Bayer đầu tư vào RTP 78 triệu dollars để xây cất trụ sở  với  các phòng thí nghiệm  toàn bằng kiếng.  Khu nhà kiếng (greenhouse) rộng 30,000 sq ft  chia ra 21 gian với không khí  khác nhau để tạo  ra khí hậu  riêng  biệt cho từng loại hoa mầu.  Trần nhà cao để tạo thuận lợi cho việc trồng thí nghiệm những cây như mía và bắp.   Mỗi gian được điều chỉnh  mức độ ánh sáng, ẩm độ, nhiệt độ ngay cả CO2  cần thiết cho mỗi loại nông sản  bằng cách dùng hệ thống máy vi tính.

Vào những ngày mây mù mùa xuân  , nhà kiếng vẫn được làm nóng bằng  broad spectrum  sunlight qua  low iron glass tạo ra ánh sáng chiếu đến từng square foot. Ban ngày được kéo dài 16 giờ  với high pressure sodium light giúp cây cối tăng trưởng rất mạnh.

Vì  diện tích đất đai canh tác trên thế giới không còn nhiều nên mục tiêu khảo cứu được đặt ra  là làm sao cải thiện   năng suất thu hoạch  tăng lên  gấp đôi trên cùng một diện tích canh tác.  Đây là một thử thách khá cam go cho các nhà khảo cứu, đòi hỏi những tài năng và nhiều sáng kiến.

Nhu cầu khẩn cấp hiện nay là  giúp nông dân trong vấn đề  diệt trừ  cỏ dại và sâu bọ  đang  kháng cự với các hóa chất hiện hữu. Để bảo đảm cho việc  sản xuất  và cung ứng  điều hòa nông sản  trên  thị trường  nông gia cần những kỹ thuật mới,   giúp hoa mầu chịu đựng được  thời tiết khắc nghiệt như hạn hán và nhiệt độ gia tăng.  Vì thế  các toán khảo cứu chuyên môn phải tập trung  làm việc vào cùng một địa  điểm thuận tiện cho  các cuộc  hội họp, thảo luận , hỗ  trợ lẫn nhau  , trao đổi  kiến thức và kinh nghiệm cũng như kết qủa  tìm thấy trong  các  thí nghiệm .  Nếu các công ty  ở rải rác khắp mọi nơi  thì  những cuộc hội thảo sẽ  tiến hành chậm chạp và tốn kém.

Một loại thuốc trị côn trùng đầy hứa hẹn  đang được phát triển gọi là Gene-Silencing pesticide .  Kỹ thuật này  dùng  tác động của  Ribonucleic acid (RNA) để  làm gene của những  tác nhân phá hoại bị  vô hiệu hoá, không còn hoạt động hữu hiệu được nữa.  Loại thuốc  này sẽ thay thế loại thuốc hiện nay dùng độc tố của vi khuẩn Bacillus thuringiensis  (Bt toxin) để diệt trừ rootworm phá hoại bắp không còn hiệu nghiệm nữa vì  đã bị kháng thuốc.

Công ty  Monsanto đang chờ cơ quan bảo vệ môi trường chấp thuận để bán ra một giống  bắp được cải  biến  di truyền .  Loại  bắp mới này có thể  sản xuất ra  RNA kép , double-stranded RNA (dsRNA) . Khi  côn trùng  ăn rễ  thì rễ  cây  tiết ra dsRNA làm tê liệt   gene căn bản của  côn trùng   rồi bị  chết sau đó.  Kỹ thuật này  được gọi là  RNA  interference  (RNAi) có thể dùng thay thế các thuốc bảo vệ mùa  màng cổ truyền để diệt  các loại côn trùng  như là roundworm.  Ngoài ra kỹ thuật này còn áp dụng  để sản xuất  thuốc diệt trừ cỏ dại và bảo vệ ong mật bị mites tác hại .

Một kỹ thuật khác là dùng  các loại vi khuẩn  (microbial technologies)  cấy vào hạt giống ,  hóa chất bảo  vệ  mùa màng  và phân bón   để cho ra các sản phẩm gọi là microbial products đang được  các chuyên  gia khảo cứu và phát triển . Tháng 12 năm 2003 công ty Monsanto và Novozymes đã  tiết lộ trong một cuộc họp báo cho biết họ đang phát triển  loại vi khuẩn cho thêm  vào các  thuốc bảo vệ mùa màng và  hạt giống  để ngăn ngừa sâu  bệnh và làm hoa mầu tăng trưởng tươi tốt. Công ty Monsanto  ước lượng rằng những sản phẩm mới này  sẽ  chiếm  $US 1.5 billion số bán trên thị trường và  sẽ  gia tăng rất mau.

Mấy năm trước  đây ba công ty FMC, Bayer và Agrium  chuyên về sản xuất  phân bón , hóa chất  bảo vệ mùa màng  và hạt  giống  đã lập một liên minh  để phát triển những sản phẩm dùng vi khuẩn  hay mua lại các công ty nhỏ chuyên về  microbial technologies. Tạo ra sự kết nối sinh học giữa rễ cây và hạt giống,  vi khuẩn đã gíúp cây cối phát   triển mạnh mẽ và sản xuất nhiều  hơn. Với   phí tổn  tốn kém   để chế tạo hóa chất bảo vệ mùa màng mới  , côn trùng và  cỏ dại kháng thuốc với luật lệ  bảo vệ môi trường chặt chẽ hơn nên dùng vi khuẩn  là phương cách đầy hứa hẹn.

Lợi ích dùng vi khuẩn làm cây khỏe mạnh và sản xuất dồi dào.  Cũng như  trong kỹ nghệ  sản xuất sữa chua  (yogurt)   vi khuẩn Lactobacillus được cho thêm vào với mục đích   giúp con người khỏe  mạnh nhất là sau một thời gian dùng thuốc trụ sinh.

 Một mục tiêu khác  nữa là làm sao  phát triển   ra được các giống hoa mầu  hội đủ  các điều  kiện  như  năng suất cao ,  chịu khô hạn , ít xử dụng nước và hấp thụ phân bón nhiều.  Đây là những  điều mà các  nông gia mơ ước và công cuộc khảo cứu cũng đang có những tiến bộ đáng kể. Marcus Meadows Smith , trưởng nhóm điều hành  công ty   Bioconsortia ở Cali đã có sáng kiến tìm ra loại vi khuẩn thích hợp  Rhizobacteria và loại nấm Mycorrhizal fungi.  Loại vi khuẩn và nấm này liên hệ rất tốt với rễ cây  làm  tăng năng  suất ,  độ đường cao hơn và kháng sâu bệnh.  Với loại vi khuẩn thích hợp  đã làm thay đổi nhân hình (genotype) của thảo mộc .

Tuy nhiên cũng  có ý kiến cho rằng  lợi ích cấy vi khuẩn vào hạt giống  còn tùy thuộc vào  các loại vi khuẩn , nấm và vi sinh vật có sẵn trong đất cũng như sức mạnh hay yếu của chúng.  Thành phần  cấu tạo của đất , nhiệt độ, ẩm độ cũng như loại cây có thể ảnh hưởng đến lợi ích ít hay nhiều của việc dùng hạt giống được cấy vi khuẩn.

Nếu đất đã thoái hóa bởi lụt lội hay khô hạn thì chắc chắn  việc áp dụng kỹ thuật  này sẽ  mang lại kết qủa tốt nhiều hơn là đất đã tốt sẵn. Dĩ nhiên là có những trường hợp ngoại lệ như là bất cứ tình trạng đất đai tốt hay xấu nếu cho thêm vi khuẩn rhizobacteria  vào phân đạm  sẽ giúp cây hấp thụ nhiều nitrogen hơn. Sự cộng sinh giữa vi khuẩn và  rễ  cây như đậu nành, đậu phọng  giúp cây hấp thụ nhiều dưỡng chất hơn.

 Công ty FMC  và Hansen cho biết họ có thể lựa chọn và gây các  giống vi khuẩn để áp dụng với   kết qủa tốt cho  mọi loại cây và bất cứ loại đất đai tốt hay xấu . Một sản phẩm có tên là Nemix C được pha trộn bởi hai loại vi khuẩn  Bacillus subtilis và Bacillus licheniformis áp dụng vào rễ cây mía.  Năng suất  mía tăng cao  và không bị nematodes phá hoại. Công ty cho biết kỹ thuật này có thể ứng dụng vào các loại hoa mầu khác. Nemix C sẽ bán trên thị trường nào năm 2015.

Năm 2016 Bayer sẽ cho bán ra thị trường sản phẩm Poncho/Votivo là  các loại hạt giống  có chứa  một  hỗn hợp của  vi khuẩn  Bacillus thuringiensis  và systemic insecticide  trong  bắp,  đậu nành và bông vải để tránh các loại sâu như black cutworm, wireworm và aphids phá hoại. Các nhà khảo cứu của công ty BioConsortia  đang phát triển  một số vi khuẩn  xem loại vi khuẩn nào thích hợp với từng loại cây  cho ra năng suất  cao, hấp thụ phân bón nhiều hơn và  kháng sâu bệnh.

Harman, giáo sư trường  đại học Cornell cũng  đã thành công  trong việc dùng dòng chủng nấm Trichoderma  cho vào rễ cây  làm genes của cây hoạt  động mạnh hơn nhất là ở lá và cuống lá.

Căn cứ vào những kết  qủa  khảo cứu bởi rất nhiều công ty nên các chuyên gia nông nghiệp  hy vọng rằng   mười năm tới đây nông dân  có thể mua các loại hạt giống , hóa chất  bảo vệ mùa màng cũng như phân bón  có chứa các vi khuẩn hay nấm hữu ích để  dùng trong việc sản xuất hoa mầu.  Nhiều kỹ thuật canh tác mới  rồi đây sẽ   được  khám phá thêm  do sự tập trung những  nỗ lực khảo cứu và phát triển  vào một trung tâm lớn tại Research Triangle Park.  Nông sản  thu hoạch  bởi  các vụ mùa trong tương lai   sẽ cao hơn  nhiều so với hiện  nay hầu đáp ứng  đủ  nhu cầu thực phẩm  cho sự gia tăng dân số trên thế giới .