211service.com
Startup wedt dat de magische aanraking van zaden de oogstopbrengst kan verhogen
Zouden de gemeenschappen van micro-organismen die in gezonde planten leven de sleutels kunnen zijn om de oogstopbrengsten drastisch te verhogen? Een nieuw door durfkapitaal gesteund bedrijf gokt op ja.
Indigo , een startup uit Cambridge, Massachusetts, ontwikkelt op microben gebaseerde gewasbehandelingen die zijn geïdentificeerd door de studie van de nuttige bacteriën en schimmels - gezamenlijk bekend als het microbioom - die van nature in en rond planten leven. Indigo, voorheen bekend als Symbiota, kondigde donderdag aan dat het dit jaar zijn eerste twee producten, op microben gebaseerde zaadcoatings, zou uitbrengen voor twee niet nader genoemde gewassen.
Het gebruik van nuttige microben om gewassen te versterken is geen nieuw idee. Grote zaadbedrijven zoals Monsanto en Syngenta hebben vrijgegeven zaad behandelingen die microben bevatten en investeren in gerelateerd onderzoek en ontwikkeling. Indigo is uniek in zijn focus op microben die in het plantenweefsel leven, in tegenstelling tot in de grond bij de wortels van de plant, zegt David Perry, CEO van het bedrijf. Wetenschappers zijn pas onlangs begonnen de omvang van deze gemeenschappen en hun belang voor de gezondheid van planten te beseffen.
Een van de microben die Indigo aan het testen is, geeft sojabonen meer weerstand tegen droge omstandigheden en heeft geleid tot een hogere opbrengst in kasproeven. Aan de linkerkant zijn onbehandelde controles en de planten aan de rechterkant werden behandeld met de nieuwe stam.
Tot dusver hebben de wetenschappers van Indigo zijn nuttige microben in de praktijk getest op maïs, tarwe, katoen, soja, gerst, koolzaad, verschillende bonen, kikkererwten en sorghum. Perry zegt dat het bedrijf op basis van veldtestresultaten verwacht dat zijn eerste producten een opbrengstverbetering van 10 procent of meer mogelijk maken ten opzichte van onbehandelde gewassen. Hij zegt dat de gewassen van Indigo ook niet zoveel pesticiden of kunstmest nodig hebben om te gedijen.
Veel deskundigen beweren dat de landbouwproductiviteit bij het huidige groeitempo geen gelijke tred zal houden met de vraag naar gewassen, die naar verwachting tussen nu en 2050 aanzienlijk zal toenemen dankzij vele factoren, waaronder bevolkingsgroei, grotere voedselconsumptie als gevolg van toegenomen welvaart en toegenomen gebruik van biobrandstoffen. Het verbeteren van de opbrengst van meerdere gewassen met 10 procent zou hetzelfde zijn als een decennium vooruit springen, zegt Perry, aangezien de wereldwijde landbouwproductiviteit jaarlijks met ongeveer 1 procent toeneemt.
Het intensiveren van de concurrentie om land en andere hulpbronnen betekent dat het verbeteren van de opbrengsten van cruciaal belang zal zijn. Een groot deel van de verbetering die de afgelopen decennia is gemaakt, is te danken aan het gebruik van pesticiden, herbiciden en chemische meststoffen. De oprichters van Indigo gingen op zoek naar een andere manier, en hebben er misschien een gevonden in het microbioom.
Net als het menselijk microbioom zijn plantenmicrobioom geëvolueerd om gunstige en zelfs vitale functies voor hun gastheren uit te voeren. Een bekend voorbeeld is dat bacteriën die in knobbeltjes op de wortels van peulvruchten leven, stikstof omzetten in een bruikbare vorm voor de planten. Microben die in de wortels of bladeren leven, kunnen bijvoorbeeld de plant beschermen tegen specifieke plagen of het vermogen versterken om zware omgevingsomstandigheden te overleven. Perry zegt dat moderne zaden minder microben hebben en minder diversiteit in soorten dan hun wilde tegenhangers of zelfs oudere zaden. Een hypothese is dat moderne landbouwpraktijken, met name het gebruik van fungiciden, het microbioom van gewassen op schadelijke manieren hebben veranderd.
Indigo test een microbe die de wortelgroei van katoenzaailingen onder droogte in de kas verhoogt. De planten aan de linkerkant zijn onbehandelde controles; die aan de rechterkant zijn behandeld met de nieuwe soort.
Door de genomen van organismen in duizenden plantenmonsters van over de hele wereld te sequensen, hebben de wetenschappers van Indigo een database gecreëerd van meer dan 40.000 individuele microben. Met behulp van machine learning-algoritmen identificeren ze specifieke organismen die onder bepaalde omstandigheden gunstig kunnen zijn, bijvoorbeeld microben die een bepaald gewas toleranter kunnen maken voor droge omstandigheden. Veelbelovende kandidaten gaan door naar kastesten en uiteindelijk veldtesten.
Het idee achter Indigo weerspiegelt een vrij recente paradigmaverschuiving in het denken over het plantenmicrobioom die vergelijkbaar is met wat er in de geneeskunde is gebeurd, waar wetenschappers zich pas de afgelopen jaren het belang van het microbioom voor de menselijke gezondheid hebben gerealiseerd, zegt Betsy Arnold , een professor in plantenwetenschappen en ecologie en evolutionaire biologie aan de Universiteit van Arizona. Wetenschappers bestuderen al tientallen jaren microben die gunstig zijn voor planten, zegt Arnold, een academische medewerker van Indigo. Maar veel van dat werk was gericht op individuele plant-microbe-interacties, en onderzoekers brengen die kennis nu samen.
Het ontrafelen van de functie van het plantenmicrobioom op het gebied van gezondheid en productiviteit is nog maar net begonnen, zegt Perry. We weten waarschijnlijk 1 of 2 procent van wat we over vijf of tien jaar zullen weten.