Nøglen til at brødføde verden i den næste landbrugsrevolution? Mikrobiomet, siger NCSU-forskere

Udgivelsesdato: 24. august 2020

RALEIGH – Nøglen til den næste landbrugsrevolution? En national taskforce, der i dag udgiver et videnskabeligt papir, siger, at svaret ligger i mikrobiomet - de samfund af mikroorganismer, der eksisterer sammen på, i og i nærheden af planter.

Ifølge Ignazio Carbone og Megan Andrews, videnskabsmænd med NC State-forbindelser, som var medformand for taskforcen, "Tiidligere succes med mikrobielle løsninger kombineret med ny forståelse og teknologi har et stort løfte om at føre til den landbrugsrevolution, der kræves for at fortsætte med at brødføde vores verden. ”

At opnå dette løfte, siger de, vil kræve øget finansiering og bedre infrastruktur til relateret forskning, mere tværfagligt samarbejde og forbedrede strategier for videnskabskommunikation, offentligt engagement, produktregulering og politikudvikling.

Taskforcens papir, udgivet af Rådet for Jordbrugsvidenskab og Teknologi, er tilgængelig til gratis download.

Carbone, professor i NC State's Department of Entomology and Plant Pathology og Andrews, en projektleder, der for nylig forlod universitetet, vil lede et webinar om taskforcens resultater kl. 13 Eastern Time tirsdag den 25. august. Carbone og Andrews vil dele publikationshøjdepunkter, og deres bemærkninger vil blive efterfulgt af en paneldiskussion og en spørgsmål-og-svar-session med flere af papirets forfattere. Tilmelding til gratis webinar kan laves her.

HVORFOR TIDEN ER RIGTIG

Publikationens forfattere siger, at nutidens landbrugsudfordringer er alarmerende: Verdensbefolkningen vokser hurtigt, men mængden af afgrødejord pr. indbygger er faldet, tilgængelig landbrugsjord forbruges af byudvikling med hidtil usete hastigheder, klimaet ændrer sig, og afgrødeudbyttet er ved at falde .

Nu siger de, at tiden er inde til at fokusere på plantemikrobiomet som en kilde til landbrugsløsninger til forbedring af afgrødernes produktivitet.

"Forskere har nu en bedre forståelse af, hvor komplekse plante-jord-mikrobe-interaktioner kan være," siger Carbone og Andrews. "Nuværende fremskridt inden for teknologi og databehandling gør det nu muligt at indsamle og analysere de enorme mængder data, der er nødvendige for at studere dette kompleksitetsniveau, og voksende støtte til forvaltning af jorden og miljøet kræver løsninger til at øge afgrødeudbyttet og samtidig reducere kemiske og vandtilførsler."

Carbone sagde, at nye metoder vil "gøre det muligt for forskere at identificere en større del af mikrobiomet og dermed skabe et mere komplet billede af, hvem der er til stede i en kompleks mikrobiomprøve."

KOMMUNIKATION, REGLER, FINANSIERING GØR EN FORSKEL

At sætte den viden i brug gennem produktionen af nye biologiske produkter kan tage tid og kan involvere mange reguleringer. Avancerede teknologier gør mikrobielle data nyttige, men for at blive brugt med succes skal de kommunikeres effektivt til det offentlige publikum.

Som Task Force-medlem Andrew Binder fra NC State's Department of Communication siger: "Selv evalueringen af, hvordan risikable eller gavnlige mennesker ser en teknologi, kan være tæt forbundet med de bånd, en person har til andre i deres familie, blandt venner og venner. i deres bredere samfund.”

TASK FORCE GIVER SEKS ANBEFALINGER

At udnytte mikrobernes kraft, bemærker taskforcen, vil kræve investeringer i tværfaglig uddannelse, forskning og teknologier, nye partnerskaber og nye modeller for uddannelse og træning. Taskforcens rapport afsluttes med seks anbefalinger:

• Forpligte ressourcer til forskning og infrastrukturudvikling for at fremme forståelsen af phytobiomets dynamiske kompleksitet - planten og samfundet af mikrober, dyr og det geofysiske miljø, der påvirker planten
• Fondsudvikling og anvendelse af banebrydende teknologier – såsom maskinlæring, præcisionslandbrug og sensorer – relevant for landbrugsmikrobiomforskning
• Bring videnskabsmænd, samfundsforskere og interessenter sammen for at udvikle strategier omkring kommunikation, offentligt engagement, produktregulering og politikudvikling for mikrobiom-baserede løsninger
• Øge finansiering og incitamenter til tværfaglig forskning, uddannelse og træning inden for landbrugs- og mikrobiomeområder
• Tilskynd til nye modeller for træning af kandidatstuderende til at øge tværfaglige læsefærdigheder, teamwork-evner og kommunikationsevner
• Opmuntre industri-akademiske partnerskaber og skaffe programmer og midler til at hjælpe med at bygge bro mellem lovende laboratorieresultater og succesrige markstier relateret til afgrødemikrober

Hos NC State siger Carbone og Andrews, at North Carolina Plant Sciences Initiative har positioneret universitetet og dets partnere til at hjælpe med at tackle taskforcens anbefalinger ved at udnytte stærke tværfaglige teams af videnskabsmænd ved NC State og langvarige relationer med landbrugsbioteknologiske virksomheder og råvaregrupper.

INDUSTRI-UNIVERSITETSPARTNERSKABER ER VIGTIGE

De siger, at det er afgørende for den akademiske verden og industrien at arbejde sammen for at fremskynde opdagelsen og kommercialiseringen af nye mikrobebaserede landbrugsløsninger.

Lige nu forsker Carbone og hans kolleger i, hvordan mikrober udvikler sig i landbrugsområder; om mikrobiel samfundsstruktur er påvirket af planter og andre organismer, der optager det samme rum; og de genetiske mekanismer, der gør det muligt for mikrober at reagere hurtigt på miljøforstyrrelser som tørke, oversvømmelser, mangel på næringsstoffer eller plantesygdomme.

Ud over Andrews, Carbone og Binder er task force forfattere Natalie Breakfield, NewLeaf Symbiotics; Owen Duckworth, North Carolina State University; Kirk Francis, BASF; Susanna L. Harris, University of North Carolina ved Chapel Hill; Linda Kinkel, University of Minnesota; Jan Leach, Colorado State University: Gregory Maloney, Novozymes North America, Inc.; Kelci Miclaus, SAS Institute, Inc.; Elizabeth Shank, University of Massachusetts Medical School; Elizabeth Stulberg, Alliance of Crop, Soil, and Environmental Science Societies; Carolyn Young, Noble Research Institute; og Sherryl Yu-Su, Novozymes North America, Inc.

Det Rådet for Jordbrugsvidenskab og Teknologi er et internationalt konsortium af videnskabelige og professionelle selskaber, virksomheder og nonprofitorganisationer. Gennem sit netværk af eksperter samler, fortolker og kommunikerer CAST troværdig, afbalanceret, videnskabsbaseret information til politiske beslutningstagere, medierne, den private sektor og offentligheden.

(C) NCSU

Original artikelkilde: WRAL TechWire