Wir haben mit BioConsortia gesprochen, ein landwirtschaftliches Biotech-Unternehmen mit Hauptsitz in Davis, Calif., mit einer kürzlich patentierten Methode, um die spezifische Kombination von Pflanzenmikroben zu identifizieren, um die Ernteerträge bei Mais zu verbessern. Weizen, und Sojabohnen. Es heißt, bis 2017 Es wird in der Lage sein, seine ersten Saatgutbehandlungen zu vermarkten, die die Mikroben-Kombination enthalten, die es einer Pflanze ermöglichen würde, weniger Dünger zu verwenden und dennoch vergleichbare Erträge zu erzielen.

Die Technologie scheint das zu sein, was ein Pflanzenzüchter tun könnte, wenn er mit einem Mikrobiologen an Geschwindigkeit zusammenarbeiten würde.

Ein Skeptiker weist darauf hin, dass es schwierig sein kann, eine solche Gruppe von Mikroben im Labor zu züchten und in Massen zu produzieren. es ist also kein abgeschlossenes Geschäft. Auch andere Unternehmen – wie Novozymes und Monsanto – arbeiten mit Mikroben. Wenn alles aufgeht, es könnte das Gesicht der Landwirtschaft, wie wir sie kennen, verändern, indem es Landwirten eine natürliche Alternative zu gentechnisch verändertem Mais bietet, Soja, und Weizen.

Der Prozess, als Advanced Microbial Selection (AMS) bezeichnet, inspirierte Khosla Ventures, in den letzten vier Jahren Millionen in zwei Runden der F&E-Finanzierung von BioConsortia zu investieren. AMS erkundet das „Dream Team“ jeder Pflanze, bestehend aus fünf bis sieben Mikroben, oder mikroskopische Organismen, die zusammenarbeiten, um das Wachstum einer Pflanze zu fördern. (Diese Mikroben leben sowohl in der Pflanze als auch im Boden.)

Die Technologie scheint das zu sein, was ein Pflanzenzüchter tun könnte, wenn er mit einem Mikrobiologen an Geschwindigkeit zusammenarbeiten würde.

„Es stellt das traditionelle Modell – bei dem Mikrobiologen die Mikroben einzeln testen – auf den Kopf. “, sagt Marcus Meadows-Smith, CEO von BioConsortia. Ein Biotech-Führungskraft mit einem Hintergrund in Wirtschaft und Genetik, Meadows-Smith kam nach einer Zeit als Leiter der Bayer-Division Biologische Schädlingsbekämpfung zu BioConsortia.

So funktioniert der Prozess (der erst letzten Monat patentiert wurde):nach Meadows-Smith:Erstens, Wissenschaftler suchen nach den leistungsstärksten Pflanzen, die in einer Vielzahl von Bodenumgebungen auf der ganzen Welt leben, auch solche, die durch Trockenheit gestresst sind, Wüste, kalt, und nassen Bedingungen. Dann führen sie eine DNA-Sequenzierung der Pflanzen und des Bodens durch, um festzustellen, welche Arten von Mikroben vorhanden sind.

Nächste, zurück in den kalifornischen Wachstumskammern von Bioconsortia, sie verwurzeln diese Pflanzen in ihren ursprünglichen Böden, dann in normale und beanspruchte Böden. Nachdem Sie beobachtet haben, welche Pflanzen gedeihen und welche schlecht sie führen eine weitere DNA-Sequenzierungsrunde in den Pflanzen und den umliegenden Böden durch. Der Zweck besteht darin, alle herumhängenden Mikroben zu identifizieren. Einige helfen, das Wachstum zu beschleunigen, indem sie Nährstoffe leichter zugänglich machen, während andere sich gegen möglicherweise vorhandene Krankheitserreger verteidigen können. (Stellen Sie sich die Gruppe so vor, dass sie da ist, um zu helfen und zu schützen – wie ein prominentes Gefolge von persönlichen Assistenten und Leibwächtern.)

Wenn man sich diese Umgebung von Mikroben (zusammenfassend als das Mikrobiom der Pflanze bekannt) genau ansieht, und vergleichen, welche spezifischen Mikroben in den Pflanzen vorhanden sind, denen es gut geht, mit denen, denen es am schlechtesten geht, BioConsortia sagt, dass es das „Traumteam“ jeder Pflanze für jede getestete Bodenumgebung festnageln kann.

„Wir suchen nach dieser einzigartigen Kombination, um die Pflanzen gesund zu halten – auch mit der Fähigkeit, sich von Dürre zu erholen und die Auswirkungen eines Krankheitserregers abzuwehren. “, sagte Meadows-Smith. „Die nützlichen Mikroben wurden über die Jahre nicht dokumentiert, im Vergleich zu den Krankheitserregern.“

Miteinander ausgehen, das Unternehmen hat Versuche mit Mais durchgeführt, Sojabohnen, und Weizen. Es befindet sich im zweiten Jahr in Feldversuchen unabhängiger Drittparteien, bei denen die Saatgutbehandlungen (bestehend aus den mikrobiellen „Traumteams“) getestet werden, die es für diese Pflanzen hergestellt hat.

Aber obwohl Meadows-Smith sagt, dass das erste Jahr der Feldversuche zeigt, dass sein Ansatz den Ertrag um 6 Prozent (im Vergleich zu einer durchschnittlichen Ertragssteigerung von <2 Prozent bei einem gentechnisch veränderten oder hybriden Ansatz) und einem zweistelligen Anstieg steigert bei gestressten Pflanzen, er lehnte es ab, Ergebnisse zu zeigen oder weitere Details zu liefern Moderner Bauer , unter Berufung auf Vertraulichkeitsvereinbarungen.

Meadows-Smith sagt, dass die verbesserten Sorten Mais umfassen, der höhere Erträge liefert, Dünger effizienter nutzen, und sind trockenheitstoleranter, sowie Weizen und Soja, die mehr produzieren. In den kommenden Monaten, BioConsortia wird Feldversuche für Tomaten und Blattgemüse starten.

„Der Einsatz von Mikroorganismen ist definitiv der Weg der Zukunft, da er umweltfreundlicher ist [im Vergleich zum Einsatz von Chemikalien], “ sagt Kari Dunfield, Professor für Bodenökologie an der University of Guelph in Ontario, der untersucht, wie sich landwirtschaftliche Praktiken auf mikrobielle Gemeinschaften in Böden auswirken. „Der Ansatz ist sinnvoll, denn wir wissen, dass Mikroorganismen miteinander interagieren und synergistisch sind.“

Der Experte äußert jedoch einige Vorbehalte gegenüber dem Verfahren von BioConsortia. „Wir wissen, dass es immer noch sehr schwer ist, diese Organismen im Labor zu züchten. damit dieser Schritt schwierig wird, “, sagt Dunfield. „Es ist eine Sache zu wissen, welche Organismen es mit der DNA gibt, aber wenn Sie die DNA haben, haben Sie nicht genug, um den Organismus wachsen zu lassen, das ist also der ratenbegrenzende Mechanismus.“

Sie weist auch darauf hin, dass Mikroben lebende Organismen sind, sie sind unvorhersehbar – was die Produktion komplexer macht als die Arbeit mit Chemikalien. „Wenn Sie eine Mischung [von Mikroben] verkaufen, Sie müssen sicherstellen, dass sie sich nicht gegenseitig verdrängen, wenn Sie es an den Bauern verkaufen.“

In ein paar Jahren, Meadows-Smith möchte mithilfe der Methode der Advanced Microbial Selection die Ernährungssicherheit einer wachsenden Weltbevölkerung verbessern.

Meadows-Smith besteht jedoch darauf, dass der Ansatz von BioConsortia Millionen von Dollar einsparen könnte. Er sagt, es brauche 25 Millionen Dollar, um eine mikrobielle Saatgutbehandlung auf den Markt zu bringen. 60 Millionen US-Dollar, um dasselbe für ein Biopestizid zu tun (aufgrund des globalen Registrierungsprozesses), und 135 Millionen US-Dollar für genetisch veränderte Eigenschaften (laut Peter W.B. Phillips, Professor für öffentliche Ordnung an der University of Saskatchewan).

Die fortgeschrittene mikrobielle Selektion kann auch die Forschungsphase beschleunigen, Meadows-Smith behauptet, damit Produkte in etwa fünf Jahren auf den Markt kommen können, verglichen mit DuPonts Schätzung der 13 Jahre, die gentechnisch veränderte Pflanzen brauchen, um auf den Markt zu kommen.

„Es gibt eine lange F&E-Phase [für gv-Pflanzen], gefolgt von Feldversuchen, Feldmultiplikation, und Anmeldung, " er sagte.

Meadows-Smith sagt, dass Wissenschaftler zum ersten Mal vor fünf Jahren bei BioDiscovery (der Tochtergesellschaft von BioConsortia in Neuseeland) auf die Idee gekommen sind, als sie Auftragsforschung für Unternehmen wie Syngenta, Monsanto, und Bayer. „Sie hatten Brainstorming-Sitzungen, um Wege zu finden, um die Geschwindigkeit und Effizienz ihres Entdeckungsprozesses zu verbessern. “, sagte Meadows-Smith. „Zu diesem Zweck hatten sie den Durchbruch, dies eher als Pflanzenphänotyp (oder Pflanzenzüchtungsfrage) und Lösung als als mikrobielle Frage zu betrachten.“

Er zitiert dramatischere Zahlen:Das Unternehmen zeigt 100, 000 Mikroben in neun Monaten, er sagt, während ein konventioneller Ansatz drei bis vier Jahre dauern würde.

BioConsortia möchte die mikrobiellen Saatgutbehandlungen (die direkt auf das Saatgut aufgebracht werden) an Händler verkaufen. Wenn alles gut geht mit dem zweiten Jahr der Feldversuche, Meadows-Smith sagt, dass eine Biodünger-Saatgutbehandlung – eine, die für vergleichbare Erträge weniger Dünger benötigen würde – bis 2017 kommerzialisiert werden soll.

Er glaubt aber nicht, dass der Ansatz andere Methoden – etwa die genetische Veränderung – flächendeckend ersetzen wird.

Zur Zeit, Das Unternehmen konzentriert sich auf den europäischen und nordamerikanischen Markt. Nächste, Meadows-Smith sagt, er wolle die Bemühungen von BioConsortia auf Lateinamerika ausdehnen, Brasilien und Argentinien.

Und in ein paar Jahren, er möchte die Advanced Microbial Selection-Methode verwenden, um die Ernährungssicherheit für eine wachsende Weltbevölkerung zu verbessern – etwas, das in den kommenden Jahrzehnten angesichts der Belastungen für die Umwelt, einschließlich Dürre, voraussichtlich ein Problem sein wird, Mangel an Ackerland, um ausreichende Mengen an Nahrungsmitteln anzubauen, Umweltverschmutzung, und Klimawandel.

Meadows-Smith sagt, dass der Ansatz von BioConsortia Pflanzen entwickeln kann, die mehr erntefähige Erträge erzielen können. mehr Eiweiß in Weizen einlagern, oder wählen Sie ein Mikrobiom aus, das den Zuckergehalt von Pflanzen verbessert.

„In einigen Jahren würden wir gerne an Maniok arbeiten, ein Grundnahrungsmittel für viele Teile Afrikas, " er sagte.