Fremtidsrettet avlinger: Kan genredigering takle matsikkerhet?

Bedre landbruk trengs

Etter hvert som sivilisasjonen vår står overfor kombinasjonen av økende befolkning og klimaustabilitet, kommer spørsmålet om matsikkerhet tilbake i forgrunnen av de viktige problemene som må løses. Til denne risikoen legger mange andre faktorer til listen, noe som gjør saken enda mer sensitiv, som den pågående skaden på biologisk mangfold og artsutryddelser, forurensning, erosjon av fruktbar jord, urbanisering av dyrkbare landområder osv.

Som et resultat bygger det seg opp enormt press på agronomer og planteforskere for å levere løsninger som ideelt sett kan håndtere alt på én gang, ved å sikre karbonlagring, økt matproduksjon og redusert påvirkning på dyrkbare landområder.

«Hvis vi ikke får dette riktig, tror jeg egentlig ikke noe annet virkelig, virkelig betyr noe»
U.S. utenriksminister Anthony Blinken på Global Solutions for Food Security‑arrangementet i New York i september 2023

Et av de mest lovende verktøyene er genetisk engineering, men det har et annet fokus enn tidligere genredigering av avlinger. Mens det tidligere fokuset har vært på å presse høyere avkastning for enhver pris og i tandem med tungt kjemisk forbruk, kan mer avanserte metoder kombinere høyere produksjon med mer bærekraftige resultater.

Dette er argumentet utviklet av Stephen Long, professor i avlingsvitenskap og plantebiologi ved University of Illinois Urbana-Champaign, i en publikasjon¹ med tittelen “Behov og muligheter for å framtidssikre avlinger og bruke avlingssystemer til å dempe atmosfæriske endringer”.

En foranderlig planet

Et dystert bilde?

Før vi diskuterer hvordan vi skal tilpasse oss, må vi forstå hva som endrer seg, og bildet er ekstremt komplekst. Global oppvarming forventes ikke bare å endre de gjennomsnittlige forholdene, slik at noen områder blir mer fruktbare og andre mindre, men også å øke hyppigheten og alvorlighetsgraden av ekstreme hendelser.

Dette inkluderer ekstreme temperaturer, tørke, flom og overflatetilstander av ozon, som alle kan påvirke avlingsutbyttet dramatisk, enda mer enn en generell endring av gjennomsnittlige forhold, som en endring i landbruksmetoder kan være tilstrekkelig for.

Atmosfærisk CO₂ nådde 427 ppm i 2024 og forventes å være omtrent 600 ppm innen 2050‑2060. I et slikt scenario kan den globale gjennomsnittstemperaturen stige ytterligere 1,2 °C innen 2050‑60, opp til 2,7 °C over før‑industrielle temperaturer.

Når det gjelder mat, vil verden trenge mellom 35 % og 56 % mer mat innen 2050, på grunn av økt forbruk per innbygger, en voksende befolkning og økt svinn i matproduksjonen etter hvert som flere mennesker flytter til byer.

Når dette kombineres med de forventede avlingstapene fra ekstreme hendelser og klimaendringer, tilsvarer det omtrent at den globale matproduksjonen må nesten dobles innen 2050.

Ikke all dårlig nyhet

Imidlertid har den økende CO₂ som ligger bak klimaendringene en positiv effekt: den stimulerer plantevekst. Faktisk brukes økte CO₂‑konsentrasjoner rutinemessig i drivhus for å øke avkastningen.

«Moderne elitevarianter av ris og soyabønner viser avkastningsøkninger på omtrent 30 % med en heving av CO₂ til de forventede nivåene for 2050‑60.
C4‑avlinger — mais og sorghum — viser ingen avkastningsøkning, siden de allerede er CO₂‑mettet ved dagens allerede forhøyede nivåer»

Dette gjelder spesielt planter med C3‑metabolisme, som inkluderer de fleste ikke‑tropiske avlinger, og som utgjør en stor del av verdens basisavlinger (C4‑planter har en annen metabolisme, som konsentrerer CO₂ i bladet før fotosyntese, så det er forståelig at de omgivende CO₂‑nivåene er mindre relevante for dem).

Kilde: GforG

En annen god nyhet er at å doble avlingene ikke bare er mulig, det er allerede gjort, i det minste for noen spesifikke avlinger.

For eksempel har massive FoU‑investeringer fra landbrukskorporasjoner allerede doblet avkastningen på mais, mens andre basisavlinger, som ris, hvete, poteter og sorghum (viktig i Afrika og tropiske regioner), har hengt etter.

Kilde: Royal Society Publishing

Håndtering av landbruksproblemer

Lavtliggende ozon

Troposfærisk ozon (O₃) er et sekundært forurensningsstoff dannet av sollys som virker på flyktige organiske forbindelser og nitrogenoksider i forurensede luftmassene.

I dag kan nivåer på >100 ppb ofte finnes i landlige områder i USAs maisbelte, med betydelig høyere nivåer i de viktigste avlingsproduksjonsområdene i Kina og India.

«Ozon forårsaker allerede 5 % tap for soyabønner og omtrent 10 % for mais i USA, noe som koster rundt 9 milliarder dollar årlig. Totalt kan dette føre til opptil 10 % tap av globale avlinger.»

Genetisk modifisering av plantens anatomi, spesielt stomata (åpningene som lar luft komme inn i bladene), kan redusere ozonpenetrasjon og skade. Etter hvert som CO₂‑konsentrasjonen øker, bør færre åpne stomata ikke påvirke fotosynteseeffektiviteten drastisk.

Kilde: ScienceFacts

Økt produksjon av antioksidanter i planten kan også bidra til å redusere oksidasjon fra ozonmolekyler, og forbedre plantens generelle motstand mot stress.

Tørke og vannbruk

Høyere temperatur og mer ekstremt vær forventes å være forbundet med større vannmangel.

Innen 2050 er globale avlingstap på grunn av tørke i mais forventet å stige til 21,3 % fra et tidligere gjennomsnitt på 12,0 % for perioden 1961–2006, og for hvete fra 9,6 % til 15,5 %.

Andelen regioner som er tørke‑rammet vil øke mest i Afrika og Oseania, fra nåværende 22 % og 15 % respektivt, til 59 % og 58 % innen slutten av århundret.

Her også kan lavere stomataåpning bidra til å redusere vannbehovet i planter, og redusere stress under tørke.

Resultatet var en 15 % forbedring i vannbrukseffektivitet på bladnivå i feltdyrket tobakk og en 30 % reduksjon i vannbruk for hele planten. På grunn av den høye hastigheten den kan genetisk modifiseres med, brukes tobakk ofte som testplattform for å studere endringer som kan brukes i en rekke andre planter.

Genetisk engineering, som innføring av Bacillus subtilis kaldsjokkprotein B (cspB) i planten, kan forbedre tørkeresistensen, men har ennå ikke blitt overført til kommersielle anvendelser.

Økt karbonlagring

Til syvende og sist er planter maskiner som omdanner vann, CO₂ og sollys til organisk materiale. Kun 50 % av biomassen fra avlinger høstes, og resten blir igjen i form av stilker eller røtter.

Hvis dette organiske materialet kunne bli i jorden, i stedet for å brytes ned i løpet av noen år, ville det øke den netto terrestriske karbonlagringen med 50 %.

Dypere røtter kombinert med ingen‑pløying‑metoder kan være svaret, med flere mekanismer som aktiveres samtidig når sterkere rotsystemer blir utviklet, enten gjennom genetisk manipulering eller dedikerte avlsprogrammer:

• Forbedre jordkvaliteten og dens evne til å holde på vann.
• Forbedre plantens motstand mot tørke, og holde karbonopptaket høyere til enhver tid.

Endring av celleveggsammensetningen, med mer lignin og flere lange karbonmolekyler, kan også gjøre det resulterende døde organiske materialet mye mer motstandsdyktig mot nedbrytning, og fange karbon under jorden i tiår, eller til og med århundrer og lenger.

Til slutt kan en enda mer proaktiv tilnærming tas, med mål om å direkte «dyrke» og fange karbon i industriell skala. Forskere har identifisert høy‑produktiv C4‑perennialgress som Miscanthus × giganteus eller switchgrass (Panicum virgatum) og prairie cordgrass (Spartina pectinata), som kan fange opptil 130 tonn CO₂ per hektar på ett år, eller kanskje enda mer for enkelte varianter.

Ved å bruke BECCS (bioenergi med karbonfangst og -lagring) kan dette biomasse brennes for å generere elektrisitet, og den resulterende CO₂ fanges opp og overføres til dyp underjordisk lagring.

Kilde: Penn State University

Utforming av passende reguleringer

Navigere i motsetninger

Et problem med masseutplassering av slike modifiserte avlinger som kan enten opprettholde avkastning i møte med klimaendringer, eller til og med bidra til å dempe dem, er at det helt sikkert vil kreve bruk av GMO‑avlinger.

I den sammenhengen kan motviljen i store regioner mot å bruke slike avlinger være en stor hindring for enhver bioteknologi‑drevet løsning på klimaendringer og matmangel.

Dette gjelder spesielt for EU, som ofte forbyr GMO‑avlinger direkte. Men andre regioner har også en tendens til å fullstendig forby GMO fra økologiske merkelapper, til tross for at de har strenge mål om å øke andelen av landbruket som faller under den økologiske merkelappen.

Så i den nåværende lovgivningskonteksten kan beskyttelse av miljøet gjennom mer økologisk jordbruk bety å skade miljøet ved å gå glipp av forbedret avkastning og økt karbonfangst.

Dette var temaet i en publikasjon i det prestisjetunge vitenskapelige tidsskriftet Cell² med tittelen “Nye genomteknikker i økologisk produksjon: Vurderinger for vitenskapsbasert, effektiv og akseptabel EU‑regulering”.

CRISPR og andre nye genomteknikker (NGT‑er)

Et sentralt spørsmål er å skille nye genomteknikker (NGT‑er) fra de eldre, mer grove metodene som tidligere ble brukt til å skape GMO‑er.

Denne mye mer kontrollerte og presise metoden for genetisk engineering inkluderer CRISPR‑Cas9, sted‑direkterte nukleaseteknologier (SDN), oligonukleotid‑direkterte mutasjoner (ODM) og RNA‑avhengig DNA‑metylasjon (RdDm).

I motsetning til å sette inn et fremmed gen i en plante, kan NGT enten skape en målrettet mutasjon som kunne ha oppstått naturlig, eller sette inn materiale fra en plante som naturlig kunne ha krysset med målavlingen.

«Økologisk jordbruk kan spille en viktig rolle i overgangen til mer bærekraftige matsystemer,
Et større fokus på effektivitet og motstandskraft kan oppnås ved å introdusere større mangfold av avlinger, hvis utvikling kan tilrettelegges og akselereres av NGT‑er.»

Så selv om de ikke er fullt «naturlige», skaper ikke NGT‑er noe helt nytt som aldri kunne oppstå spontant, men de «veileder bare naturens hånd».

«Tilhengere av dette synet hevder at det er nødvendig å forstå naturen til NGT‑er og å gjøre nyanserte skiller mellom de aktuelle teknologiene (GMO‑er versus NGT‑er).»

Kan økologiske merkelapper tilpasse seg NGT‑er?

En stor grunn til at både regulatorer og publikum har vært motvillige til å godta selv «naturlige» NGT‑er i den økologiske merkelappen, er at det i hovedsak kan skade oppfatningen av denne merkelappen.

I stedet foreslår forfatterne av artikkelen å lage merkede ordninger «økologisk + NGT» som gjør det tydelig at det verken er kun den «klassiske økologiske» jordbruksordningen, eller de vanlige GMO‑ene.

«Hvis økologisk jordbruk er en fremmet type landbruksproduksjon i EU, må alle former for økologisk produksjon (inkludert NGT+) aksepteres når man vurderer rekkevidden av de økologiske målene i EU.»

Dette kan åpne veien for en bredere spredning av økologiske dyrkningsmetoder, uten å ofre avkastning. Spesielt siden økologiske merkelapper går langt utover bare plantevarianten, men også dyrkningsmetodene som bruk av pesticider og herbicider, pløying og såningsmetoder, osv.

Avsluttende tanker om genredigering og landbruksmotstand

Endrede klimaforhold og økt etterspørsel etter mat er både en stor risiko og en stor mulighet.

På den ene siden kan det forårsake enorm menneskelig lidelse og økologisk skade. På den andre siden kan det være impulsen som oppmuntrer oss til å skape bedre og mer bærekraftige former for jordbruk.

Dette vil sannsynligvis skje gjennom en eller annen modifisering av avlingenes genetikk, slik det har vært siden begynnelsen av jordbruket.

Nye genomteknikker kan nå bruke den store mengden genomisk data som er samlet opp gjennom de siste tiårene for å skape mer motstandsdyktige og produktive planter.

Samtidig må våre reguleringer og oppfatning av genetisk engineering også utvikles. Det endelige målet om å beskytte miljøet vil måtte overvinne forutinntatte meninger om GMO‑er som ble dannet da genetisk engineering fortsatt var relativt primitiv.

Dette betyr ikke at ukontrollert modifisering av biosfæren skal gå løpsk, men at en mer åpen og forsiktig tilnærming som utnytter alle tilgjengelige nye verktøy kan gi best mulige resultater samtidig som de fleste risikoer dempes.

Innovatør innen plantegenetisk engineering

Corteva

Corteva er en global leder innen landbruksteknologi, spesielt kjemikalier og frø. Selskapet er også svært aktivt innen ny landbruksteknologi som robotikk.

Med 17,2 milliarder dollar i nettoomsetning i 2023, over 22 500 ansatte og over 10 000 000 kunder, er selskapet blant de største i sin sektor, sammen med de amerikanske konkurrentene Bayer og Syngenta.

Generelt, og kanskje reflektert av en dypere trend med redusert forbruk og økt konkurranse, har salget av kjemikalier (pesticider, herbicider osv.) gått ned i 2024, mens frøsalget har økt.

Kilde: Corteva

Ved en nærmere titt er kjernevirksomheten til Corteva innen frø knyttet til mais og soyabønner, og utgjør hoveddelen av selskapets inntekter i dette segmentet. Mest bemerkelsesverdig er Cortevas «Enlist E3» soyabønne, med resistens mot 3 herbicider (2,4‑D‑koli, glyphosat og glufosinat), som har vokst fra under 5 % i 2019 til å utgjøre >65 % av det amerikanske markedet.

Innen avlingsbeskyttelse/kjemikalier var mer enn halvparten av salget for herbicider, mens resten hovedsakelig bestod av insektmidler og soppmidler.

Corteva har bygget sin nåværende virksomhet rundt tradisjonelt industrielt jordbruk, som fortsatt er en svært lønnsom aktivitet som opprettholder det nåværende FoU‑budsjettet.

Imidlertid, som vi diskuterte her og i en tidligere «Future of farming»‑artikkel, åpnes nye muligheter, med Corteva i front:

• Genredigering av eksisterende avlinger, inkludert bruk av CRISPR‑teknologi.
• Et innovasjonsnav for ag‑tech‑oppstartsbedrifter, Corteva Catalyst. «En maskinlæringsplattform bistår i arbeidet med å kartlegge sektoren og identifisere teknologier som er relevante for Cortevas forskningsprioriteringer».
• Biostimulanter, biokontroll og andre produkter av naturlig opprinnelse som insekters feromoner med dokumentert og forutsigbar ytelse.
• Nitrogenfikserende bakterier (BlueN™ eller Utrisha™ N) for å skape ekstra kjemikaliefri gjødsel.
• Korn bio‑beriket med vitamin A for å forbedre ernæringen i fattige land.
• Gående roboter for radavlinger.
• Eksperimenter med implementering av AI i gårder, fra frukthøsting til identifisering av de beste plantene for egenskapsutvelgelse for frøproduksjon.
• Fullt spekter av programvareløsninger, fra landbilde‑data til gårdsstyringsprogramvare og overvåking og salg av karbonkreditter.

Corteva ser også aktivt på den fremtidige økende etterspørselen etter grønne biobrensler og spesialproteiner, hver med et adresserbart marked på 10 – 30 milliarder dollar innen 2035.

Kilde: Corteva

Så samlet sett, selv om Corteva er en gigant innen de «gamle» industrielle jordbruksmetodene, er selskapet også tydelig bevisst på endringene i sektoren og posisjonerer seg for å bli et like stort og vellykket selskap som er tilpasset raskt skiftende jordbrukspraksiser.

Siste Corteva (CTVA) aksjenyheter og utviklinger

Studier referert

<sup>1. Long Stephen P. (2025) Behov og muligheter for å framtidssikre avlinger og bruke avlingssystemer til å dempe atmosfæriske endringer. Phil. Trans. R. Soc. 29 mai 2025. http://doi.org/10.1098/rstb.2024.0229
2. Molitorisová, Alexandra, et al. (2025) Nye genomteknikker i økologisk produksjon: Vurderinger for vitenskapsbasert, effektiv og akseptabel EU‑regulering. Cell Reports Sustainability, 30. mai 2025. https://www.cell.com/cell-reports-sustainability/fulltext/S2949-7906(25)00101-6</sup>