Mikrobiome und Holobiome als Triebkräfte einer nachhaltigen Kreislauf-Bioökonomie
Mikroorganismen wie z. B. Archaeen, Bakterien, Pilze und Viren bilden zusammen mit ihrem Genmaterial und ihren Interaktionen in einer bestimmten Umgebung ein Mikrobiom. Alle Pflanzen und Tiere auf der Erde stehen mit Mikrobiomen in Verbindung. Wir müssen zunächst verstehen, was Mikrobiome tun, was sie sind und wie sie interagieren, um herausfinden zu können, wie die Ressourcen unseres Planeten idealerweise genutzt werden sollten, um unsere Nahrung zu erhalten und unsere Gesundheit zu verbessern. In der natürlichen Umwelt und in Nahrungsmittelsystemen spielen Mikrobengemeinschaften eine Schlüsselrolle, da sie den Stickstoffkreislauf, die Unterdrückung von Krankheitserregern und die Klimaregulierung antreiben. Bodenmikrobiome erleichtern die Kohlenstoffbindung und die Bodenfruchtbarkeit, während Meeresmikrobiome zur Kohlenstoffabscheidung und Klimaregulierung beitragen. Um nachhaltige und qualitativ hochwertige Lebensmittel gewährleisten zu können, müssen die natürlichen Mikrobiome und die mikrobiologische Vielfalt unbedingt vor anthropogenen Belastungen geschützt werden – dazu gehören die industrielle Landwirtschaft, der extensive Herbizideinsatz, der übermäßige Einsatz von Antibiotika und der Klimawandel. Die Arbeit mit statt gegen Mikroben ist wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll. Durch die Anwendung der neu entstehenden Wissenschaft der Holobiome – integrierte Systeme von Wirten und ihren zugehörigen Mikrobiomen in Böden, Pflanzen, Tieren, Menschen und der Umwelt – können Mikroorganismen transformative Lösungen für die großen Herausforderungen der Nachhaltigkeit darstellen.
Widerstandsfähige, ressourceneffiziente und klimafreundliche Systeme
Dieser CORDIS Results Pack konzentriert sich auf die Rolle mikrobiombasierter Innovationen bei der Schaffung widerstandsfähiger, ressourceneffizienter und klimafreundlicher Systeme in den Bereichen Landwirtschaft, Aquakultur, Forstwirtschaft und Bioproduktion, um die Bioökonomie in Europa voranzubringen. Darüber hinaus wird die Nutzung von Mikrobiomen in der Bioökonomie zur Modernisierung und Stärkung der industriellen Basis der EU beitragen und gleichzeitig den Übergang zu einer kreislauforientierten und kohlenstoffarmen Wirtschaft unterstützen. Durch die Vorstellung einer Reihe von Projekten, die im Rahmen von Horizont 2020 und Horizont Europa finanziert wurden, unterstreicht dieser Pack, wie das Verständnis und die Entwicklung von Mikrobiomen die Bioökonomie der EU fördert. Zu den Vorteilen zählen die Verbesserung der Lebensmittelqualität, der Gesundheit des Bodens und der Ökosysteme, die Verringerung der synthetischen Mittel, die Verbesserung des Tierschutzes sowie die Umwandlung von Abfallströmen in hochwertige biobasierte Produkte über verschiedene Sektoren hinweg. Die zwölf ausgewählten Projekte befassen sich mit der mikrobiom- und holobiombezogenen Forschung. Diese Arbeit unterstützt nicht nur den Übergang der EU zu einer wettbewerbsfähigen Kreislauf-Bioökonomie, sondern auch die Hauptziele des Europäischen Grünen Deals(öffnet in neuem Fenster), die Vision für Landwirtschaft und Ernährung(öffnet in neuem Fenster) und die Bioökonomie-Strategie(öffnet in neuem Fenster). Zudem zielt dieser Pack darauf ab, die Sichtbarkeit zu erhöhen und das öffentliche Engagement für mikrobiomgestützte Lösungen anzuregen. So soll das Bewusstsein der Bürgerschaft geschärft und eine Nachfrage nach nachhaltigen Innovationen stimuliert werden. Auf diese Weise wird auch den umfassenderen Zielen der EU im Rahmen der Strategie für Start-ups und Scale-ups(öffnet in neuem Fenster) und der Europäischen Strategie für Biowissenschaften(öffnet in neuem Fenster) entsprochen, indem das bestehende Umfeld der mikrobiombezogenen Innovationen im Hinblick auf die Umsetzung in kommerzielle Anwendungen gefördert wird. Außerdem werden die Projektergebnisse dazu beitragen, die künftige Politik zu lenken und Investitionen in die mikrobielle Biotechnologie sowie das Entstehen wettbewerbsfähiger Start-ups und Scale-ups anzuspornen, die zum grünen und digitalen Wandel in Europa beitragen. Das Projekt MICRO4BIOGAS verbesserte die Biogasproduktion mittels Optimierung der an der anaeroben Vergärung beteiligten Mikroorganismen. CIRCLES untersuchte Mikrobiome im Hinblick auf die Verbesserung von Lebensmittelproduktivität, -qualität, -sicherheit und -nachhaltigkeit. MASTER entwickelte ein neues Protokoll und ein DNS-Extraktionskit zur Stärkung von Lebensmittelsystemen. 3D-omics und HoloRuminant erforschten das Darmmikrobiom von Nutztieren, um die Leistung zu maximieren und die Umweltauswirkungen zu minimieren. SMART PROTEIN, SoildiverAgro und EcoStack erweiterten das Wissen über bodenbasierte Ökosysteme, um die Nachhaltigkeit und die pflanzliche Erzeugung zu verbessern. Dank der Erweiterung der Kenntnisse über die biologische Vielfalt des Bodens verbesserte EXCALIBUR die biologische Schädlingsbekämpfung und die biologische Düngung im Gartenbau. Unterdessen untersuchte HoliSoils das Mikrobiom von Waldböden, um eine klimagerechte Landbewirtschaftung und Kohlenstoffbindung zu unterstützen. AtlantECO ermittelte die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf das Meeresmikrobiom. RUSTICA schließlich verwandelte organische Rückstände aus Obst und Gemüse in einen biologischen Dünger.
