Schlüssel zur Welternährung in der nächsten Agrarrevolution? Das Mikrobiom, sagen NCSU-Wissenschaftler
Veröffentlichungsdatum:RALEIGH – Der Schlüssel zur nächsten landwirtschaftlichen Revolution? Eine nationale Task Force hat heute eine wissenschaftliche Abhandlung veröffentlicht. Sie besagt, dass die Antwort im Mikrobiom liegt – den Gemeinschaften von Mikroorganismen, die auf, in und neben Pflanzen koexistieren.
Ignazio Carbone und Megan Andrews, Wissenschaftler mit Verbindungen zur North Carolina State University, die die Task Force gemeinsam leiteten, meinen: „Frühere Erfolge mit mikrobiellen Lösungen in Kombination mit neuen Erkenntnissen und Technologien versprechen die landwirtschaftliche Revolution, die erforderlich ist, um unsere Welt auch weiterhin zu ernähren.“
Um dieses Versprechen zu erfüllen, seien ihrer Meinung nach mehr Mittel und eine bessere Infrastruktur für die entsprechende Forschung, mehr interdisziplinäre Zusammenarbeit und verbesserte Strategien für die Wissenschaftskommunikation, das öffentliche Engagement, die Produktregulierung und die Politikentwicklung erforderlich.
Das vom Council for Agricultural Science and Technology veröffentlichte Papier der Task Force lautet zum kostenlosen Download verfügbar.
Carbone, Professor am Institut für Entomologie und Pflanzenpathologie der NC State und Andrews, Projektmanager, der die Universität kürzlich verlassen hat, werden am Dienstag, den 25. August, um 13 Uhr Eastern Time ein Webinar zu den Ergebnissen der Task Force leiten. Carbone und Andrews werden die Höhepunkte ihrer Veröffentlichungen vorstellen, und auf ihre Ausführungen folgt eine Podiumsdiskussion und eine Frage-und-Antwort-Runde mit mehreren Autoren des Papiers. Die Registrierung für das Webinar ist kostenlos. Kostenloses Webinar kann hier durchgeführt werden.
WARUM DER RICHTIGE ZEITPUNKT IST
Die Autoren der Veröffentlichung bezeichnen die aktuellen Herausforderungen für die Landwirtschaft als alarmierend: Die Weltbevölkerung wächst schnell, doch die pro Kopf verfügbare Anbaufläche ist zurückgegangen, das verfügbare Ackerland wird in beispiellosem Ausmaß durch die Stadtentwicklung verbraucht, das Klima ändert sich und die Ernteerträge stagnieren.
Jetzt, so sagen sie, sei der richtige Zeitpunkt, sich auf das Mikrobiom der Pflanzen als Quelle landwirtschaftlicher Lösungen zur Verbesserung der Ernteproduktivität zu konzentrieren.
Forscher verstehen jetzt besser, wie komplex die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen, Boden und Mikroben sein können.
„Forscher haben jetzt ein besseres Verständnis davon, wie komplex die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen, Boden und Mikroben sein können“, sagen Carbone und Andrews. „Aktuelle Fortschritte in Technologie und Datenverarbeitung ermöglichen es nun, die enormen Datenmengen zu sammeln und zu analysieren, die zur Untersuchung dieser Komplexitätsstufe erforderlich sind, und die wachsende Unterstützung für den Schutz von Land und Umwelt verlangt nach Lösungen, um die Ernteerträge zu steigern und gleichzeitig den Einsatz von Chemikalien und Wasser zu reduzieren.“
Carbone sagte, neue Methoden würden es „Forschern ermöglichen, einen größeren Teil des Mikrobioms zu identifizieren und so ein vollständigeres Bild davon zu erstellen, wer in einer komplexen Mikrobiomprobe anwesend ist.“
KOMMUNIKATION, VORSCHRIFTEN UND FINANZIERUNG MACHEN DEN UNTERSCHIED
Wie riskant oder nützlich die Menschen eine Technologie einschätzen, kann eng mit den Bindungen zusammenhängen, die eine Person zu anderen hat.
Die Umsetzung dieses Wissens in die Produktion neuer biologischer Produkte kann viel Zeit in Anspruch nehmen und mit zahlreichen Vorschriften verbunden sein. Spitzentechnologien machen mikrobielle Daten nutzbar, aber um erfolgreich eingesetzt werden zu können, müssen sie der Öffentlichkeit effektiv vermittelt werden.
Andrew Binder, Mitglied der Task Force von der Kommunikationsabteilung der North Carolina State University, sagt: „Selbst die Einschätzung, wie riskant oder nützlich eine Technologie für die Menschen ist, kann eng mit den Bindungen zusammenhängen, die eine Person zu anderen in ihrer Familie, ihrem Freundeskreis und ihrer weiteren Gemeinschaft hat.“
TASK FORCE GIBT SECHS EMPFEHLUNGEN
Um die Kraft der Mikroben zu nutzen, so die Task Force, seien Investitionen in interdisziplinäre Bildung, Forschung und Technologien, neue Partnerschaften und neue Modelle für Bildung und Ausbildung erforderlich. Der Bericht der Task Force schließt mit sechs Empfehlungen:
- Bereitstellung von Mitteln für Forschung und Infrastrukturentwicklung, um das Verständnis der dynamischen Komplexität des Phytobioms zu verbessern – der Pflanze und der Gemeinschaft von Mikroben, Tieren und der geophysikalischen Umgebung, die die Pflanze beeinflussen.
- Förderung der Entwicklung und Anwendung hochmoderner Technologien – wie maschinelles Lernen, Präzisionslandwirtschaft und Sensoren – die für die landwirtschaftliche Mikrobiomforschung relevant sind
- Bringen Sie Wissenschaftler, Sozialwissenschaftler und Interessenvertreter zusammen, um Strategien für Kommunikation, öffentliches Engagement, Produktregulierung und Politikentwicklung für mikrobiombasierte Lösungen zu entwickeln
- Mehr Mittel und Anreize für interdisziplinäre Forschung, Bildung und Ausbildung in den Bereichen Landwirtschaft und Mikrobiom
- Förderung neuer Modelle für die Ausbildung von Doktoranden zur Verbesserung der fachübergreifenden Lese- und Schreibkompetenz, Teamfähigkeit und Kommunikationskompetenz
- Förderung von Partnerschaften zwischen Industrie und Wissenschaft sowie Bereitstellung von Programmen und Mitteln, um die Lücke zwischen vielversprechenden Laborergebnissen und erfolgreichen Feldversuchen im Zusammenhang mit Nutzpflanzenmikroben zu schließen.
An der NC State, sagen Carbone und Andrews, North Carolina Plant Sciences Initiative hat die Universität und ihre Partner in die Lage versetzt, bei der Umsetzung der Empfehlungen der Task Force mitzuhelfen, indem sie starke interdisziplinäre Wissenschaftlerteams an der NC State und langjährige Beziehungen mit Agrarbiotechnologieunternehmen und Rohstoffkonzernen nutzen.
PARTNERSCHAFTEN ZWISCHEN INDUSTRIE UND UNIVERSITÄT SIND WICHTIG
Sie sagen, dass die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie von entscheidender Bedeutung sei, um die Entdeckung und Kommerzialisierung neuer landwirtschaftlicher Lösungen auf Mikrobenbasis zu beschleunigen.
Derzeit erforschen Carbone und seine Kollegen, wie sich Mikroben auf landwirtschaftlichen Feldern entwickeln, ob die Struktur mikrobieller Gemeinschaften von den Pflanzen und anderen Organismen beeinflusst wird, die denselben Raum bewohnen, und die genetischen Mechanismen, die es Mikroben ermöglichen, rasch auf Umweltstörungen wie Dürre, Überschwemmungen, Nährstoffmangel oder Pflanzenkrankheiten zu reagieren.
Autoren der Task Force sind neben Andrews, Carbone und Binder folgende Personen: Natalie Breakfield, NewLeaf Symbiotics; Owen Duckworth, North Carolina State University; Kirk Francis, BASF; Susanna L. Harris, University of North Carolina at 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; und Sherryl Yu-Su, Novozymes North America, Inc.
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Originalquelle des Artikels: WRAL TechWire