Генно-инженерные подходы, опосредованные организмом-хозяином, и оптимизация технологий на основе микробиома для устойчивого сельского хозяйства и охраны окружающей среды

Сельское хозяйство и охрана окружающей среды совместно способствуют устойчивому развитию, в частности сохранению здоровья почв, обеспечению растений питательными веществами, безопасности пищевых продуктов и продовольственной обеспеченности. Традиционные методы нанесли значительный ущерб окружающей среде и здоровью людей, привели к снижению плодородия и ухудшению качества почв. Чрезмерная эксплуатация ресурсов и цепь последствий деградации, вызванных неустойчивыми методами ведения сельского хозяйства, требуют выбора экологически безопасных стратегий восстановления здоровья почв, питания растений и благоприятного состояния окружающей среды. Необходимо устойчиво и экологично совершенствовать существующие сельскохозяйственные системы, используя потенциал геномикробиомных подходов для восстановления и пополнения пула микроорганизмов. Поэтому изучение микробиома имеет первостепенное значение: оно позволяет глубже понять различные аспекты взаимодействия почвы и растений и служит важным условием здоровья и продуктивности растений. Микроорганизмы играют ключевую роль в биогеохимических циклах и достижении таких целей, как устойчивость и безопасность. На этот важный компонент почвы — почвенный микробиом — существенно влияют сельскохозяйственные практики. С помощью технологий управления микробиомом, включая метатранскриптомику, метапротеомику, метаболомику и новые методы модификации генов, можно выявлять разнообразные и сбалансированные сообщества микроорганизмов в почве, способствуя улучшению её состояния и повышению продуктивности. Для достижения устойчивости необходимо изменить методы возделывания. Следует вернуться к естественным и органическим системам земледелия, позволяющим эффективно использовать микробиом для укрепления здоровья почв, снижения распространённости вредителей и болезней, сокращения выбросов парниковых газов и предотвращения деградации окружающей среды. В этой статье предлагается перейти от применения химических средств к новым усовершенствованным экологичным методам, разработанным с использованием генно-инженерных подходов. Они могут помочь выявлять и применять подходящие комплексы микроорганизмов, а также способствовать развитию экологичных микробиомных технологий для повышения безопасности и продуктивности сельского хозяйства.