Сельскохозяйственные растения поглощают далеко не все питательные вещества, вносимые фермерами. Избыток попадает в окружающую среду, где вызывает массовое цветение токсичных водорослей и усиливает парниковый эффект. Например, невостребованные азотные удобрения превращаются в закись азота — газ, который в 300 раз опаснее для климата, чем углекислый.

В компании Pivot Bio уверены, что необходимость в удобрениях можно сократить с помощью симбиотических микроорганизмов. Они населяют корневые клубеньки многих видов растений, в первую очередь бобовых.

В обмен на сахара бактерии делятся с хозяевами атмосферным азотом, переведенным в доступную для усвоения форму. Однако в присутствии удобрений это сотрудничество разрушается.

Когда сельхозкультуры получают азот в доступной форме, бактерии становятся ненужными и впадают в состояние покоя, а иногда даже погибают , сообщает Quartz.

Исследователи из Pivot Bio смогли отключить генетический механизм, который заставляет микроорганизмы бездействовать в присутствии удобрений. Для этого ученым пришлось проделать масштабную работу по анализу бактерий из многочисленных образцов почвы, а также выявлению генетических путей, отвечающих за их полезные свойства.

Запатентованные бактерии Pivot Bio вступают с растениями в симбиоз независимо от того, внесены удобрения в почву или нет. В отличие от азотных удобрений, которые необходимо вносить многократно, раствор симбионтов достаточно использовать один раз за сезон. Затем бактерии приживаются на корнях и сами поддерживают свою популяцию, сообщает Wired.

Эксперименты с кукурузой показали, что симбионты снижают потребность в дополнительной подкормке на четверть.

По расчетам компании, если бы все производители кукурузы в США начали использовать модифицированные микроорганизмы, это было бы равносильно удалению с дорог 1 млн автомобилей.

Недавно стартап получил $70 млн из фонда Breakthrough Energy Ventures, созданного группой миллиардеров, включающей Билла Гейтса, Джеффа Безоса и Джека Ма. Эти средства позволят компании расширить производство и в 2019 году начать продажу жидкого «бактериального удобрения» для кукурузных полей. Кроме того, Pivot Bio займётся разработкой симбионтов для других видов растений.

Использование симбиотических бактерий — не единственная возможность повысить эффективность сельского хозяйства. Эксперты предлагают обратить внимание на экзотические культуры, которые сейчас выращиваются лишь в отдельных регионах, а также на дикие виды растений. С помощью CRISPR их можно модифицировать, сделав популярными и коммерчески успешными сельхозкультурами. Генное редактирование уже позволило одомашнить земляничный физалис — перспективную ягодную культуру — всего за несколько лет.