Den teknologiske udvikling har i løbet af de sidste 100-150 år frembragt forbedrede kulturplanter, kunstgødning, pesticider og teknik, som har øget landbrugsjordens produktivitet voldsomt.
Effektivitetsforbedringerne i landbrugsproduktionen er kommet forbrugerne til gode i form af en langsigtet tendens til faldende (relative) priser på fødevarer samt et større udvalg og udbud af fødevarer. Den teknologiske revolution inden for landbruget har imidlertid også givet anledning til voksende miljøbelastning og forarmning af naturen.
I store dele af den fattige del af verden har nye afgrøder og forbedrede dyrkningsmetoder haft en positiv effekt på forsyningen af fødevarer. Her har der dog samtidig været store negative effekter på miljø og natur, og den ensidige satsning på nogle få basisafgrøder har ført til problemer med fejlernæring blandt de fattigste mennesker, der f.eks. er henvist til næsten udelukkende at leve af ris.
I forhold til at gøre den primære landbrugsproduktion mere bæredygtig i såvel den rige del af verden som i udviklingslandene indeholder bioteknologien store potentialer. Her tænkes ikke blot på genetisk modificerede afgrøder, men også den såkaldte traditionelle forædling af afgrødeplanter og husdyr vil kunne opnå store fremskridt på baggrund af bl.a. molekylærbiologisk forskning.
I de kommende år forventes yderligere ekspansioner inden for bæredygtige produktionsmetoder i forarbejdningsleddet, specielt gennem udnyttelsen af nye råvarer og bio-ressourcer. En væsentlig del af udviklingen forventes at medføre et øget brug af mere skånsomme eller mindre energikrævende biologiske processer til erstatning af traditionelle processer.
Bioteknologien vil potentielt kunne bibringe nye produktionsteknologier og produkter, som vil kunne leve op til kravet om en lønsom produktion, der fortsat kommer forbrugerne til gode og samtidig opfylder kravene til bæredygtighed i alle dets facetter.
Omkring 70 pct. af den danske planteproduktion anvendes som foder. Der er behov for en samlet indsats, fokuseret på en effektivisering af ressourceudnyttelsen på både plante og dyresiden. Der er i dag en begrænset forståelse for foderets betydning for dyrenes sundhed og velfærd, og de nuværende foderstrategier er ikke optimale for husdyrsundheden. Det er et yderligere markant problem, at den dårlige udnyttelse af især fosfat og proteinreserverne i foderkornet fører til et unødvendigt højt indhold af kvælstof og fosfor i urin og gødning med deraf følgende miljøbelastning. Forbedring af dansk produceret foder og fodringsoptimering er et uomgængeligt element i at opnå de mål, der er sat i Vandmiljøplan III.
Dyrenes genetik er et meget væsentligt parameter inden for foderudnyttelse. Der er således stor forskel på hvor effektivt forskellige husdyrarter udnytter foderet, ligesom der også inden for hver art er stor variation i foderudnyttelsen. Denne variation har man brugt i det traditionelle avlsarbejde, hvor man systematisk har udvalgt dyr med en effektiv foderudnyttelse til brug i det videre avlsarbejde.
Der er stadig et stort uudnyttet genetisk potentiale for en forbedret næringsstof-udnyttelse hos både kvæg og svin. Det er en væsentlig forudsætning for realiseringen af dette potentiale, at man identificerer og karakteriserer de enkelte komponenter af den genetiske variation og opnår indsigt i det komplekse samspil med dyrets fysiologi. Genom-information og de nye post-genomiske teknologier vil være effektive redskaber i denne forbindelse og skabe muligheder for at inddrage dna-baseret selektion for effektiv foderudnyttelse i avlsarbejdet.
Enzymer til forbedring af foder udvikles og produceres allerede ved hjælp af bioteknologi. Disse enzymer vil fortsat kunne forbedres ved optimering af enzymaktivitet med henblik på produktionsprocesserne der anvendes ved foderfremstilling. Ved anvendelse af plantebioteknologi vil man kunne fremstille afgrøder, der har forbedrede foderegenskaber. Dette kan gøres direkte ved at designe plantens produktion af indholdsstoffer, eller indirekte ved at konstruere planter med de ønskede enzymaktiviteter, der fremmer foderets ernærings- og sundhedsmæssige egenskaber.
I det konventionelle landbrug bruges der ressourcer på at bekæmpe en række sygdomme i planter under vækstfasen og under opbevaring med kemi i form af forskellige pesticider. Pesticidanvendelsen er en væsentlig forudsætning for produktionens lønsomhed, men er samtidig i den offentlige debat i konflikt med bæredygtighedsprincippet ud fra betragtninger om negative virkninger på menneskers og dyrs sundhed, samt effekter på miljø og grundvandsressourcer. Det er omstridt i hvilket omfang de pesticider, der i dag anvendes i dansk landbrug, udgør en fare for miljø og sundhed. Men faktum er, at pesticidanvendelsen ses som noget negativt af de fleste forbrugere. Alene af den grund vil det være en fordel at udvikle nye produktionsmetoder, som i mindre grad bygger på brugen af pesticider.
I forbindelse med den animalske produktion har der løbende været en kritisk debat omkring den omfattende brug af antibiotika både til behandling af konstaterede infektioner samt som vækstfremmere igennem forebyggende behandling. Selvom der gennem de senere år er sket en reduktion i forbruget af antibiotika, er der et behov for at finde alternative løsninger, således at en yderligere reduktion kan gennemføres uden væsentlige negative konsekvenser for dyrenes velfærd eller produktionens konkurrenceevne.
I forbindelse med sygdomsforebyggelse hos både dyr og planter er der opnået meget væsentlige resultater igennem forædling og avl. Der er en række eksempler på at et enkelt gen kan give resistens mod specifikke virus-, bakterie-, parasit- eller svampesygdomme. Der er således fundet gener, der giver salmonellaresistens i kyllinger, resistens imod visse E. coli typer hos svin samt utallige eksempler på enkeltgen-baseret resistens mod svampe og virussygdomme hos planter.
Sygdomsforebyggelse er dog ikke forbeholdt infektionssygdomme. En række andre produktionsrelaterede sygdomme er ligeledes mulige at angribe ved hjælp af bioteknologi. Det vil være muligt og ønskværdigt at identificere de relevante gener og igennem dna-markør-baseret selektion at øge dyrenes robusthed i forhold til disse produktionssygdomme.
Plantebioteknologien åbner en række muligheder for sygdomsforebyggelse under såvel vækst som lagring. Identifikation af den plantegenetiske basis for forøget tolerance mod en række sygdomme, f.eks. i andre sorter af samme art eller vilde slægtninge, vil tillade langt mere fokuserede og billigere forædlingsprogrammer for forøget tolerance. Ligeledes vil en øget forståelse af samspillet mellem planten og plantens biotiske dyrkningsmiljø (naturlig mikroflora m.v.) kunne føre til øget udbytte og mindre kassation af høstede råvarer.
Planters forsyning af vand og næringsstoffer er bestemmende for mængden og kvaliteten af høstbare produkter. Forståelsen af planter næringsstofoptagelse, transport og udnyttelse er derfor væsentlige arbejdsområder for bioteknologien. Makronæringstoffer som kvælstof og fosfat er centrale, men også mikronæringsstoffer som jern, zink og mangan har betydning for både plantevækst og human ernæring. På verdensplan er jernmangel en udbredt ernæringsbetinget sygdom og manganmangel har i de seneste vækstsæsoner været så udtalte, at mere end halvdelen af arealerne med vinterbyg og vinterhvede har været ramt i dele af Jylland. Identifikation af den genetiske baggrund for planters næringsstofforsyning og udnyttelse af den genetiske variation i forædlingsprogrammer er derfor væsentlig.
Den mest veldokumenterede form for sygdomsforebyggelse i agro-økosystemet er udnyttelse af genetisk betinget værtplanteresistens. Potentialet varierer imidlertid meget fra afgrøde til afgrøde og fra skadegører til skadegører. Der er behov for en intensivering af forædling for sygdomsresistens i planter, bl.a. under anvendelse af molekylære markører for specifikke resistensegenskaber. Der er i særdeleshed behov for at identificere resistensegenskaber, som kun i begrænset omfang stimulerer mikroorganismerne til at udvikle/opformere virulens, således at resistensen kan bevare sin effekt over størst mulig dyrkningsområde i længst mulig tid.
Fattigdom, underernæring og fejlernæring i udviklingslandene er meget signifikante problemer, der potentielt kan true den globale stabilitet og føre til en forarmning af meget værdifulde naturressourcer som regnskove og savanner. I størrelsesordenen 3 milliarder mennesker, primært kvinder og børn i udviklingslandenes skønnes at lide af jern- og zinkmangel, en fejlernæring der har markante effekter på fosterudvikling, børnedødelighed, immunsystemet og generel livskvalitet og arbejdsevne. Jern- og zinkmangel kan primært tilskrives et for snævert fødegrundlag bestående af stivelsesafgrøder med et lavt jern- og zinkindhold som majs, ris, hvede, kassava og kartofler.
Danske forskningsinstitutioner har en væsentlig kompetence på dette område og vil ved hjælp af plantebioteknologi i samarbejde med internationale partnere kunne bidrage til at løse et omfattende globalt ernæringsmæssigt problem. Der kan være tale om genetisk modificerede afgrøder, men den væsentligste del af forskningen retter sig mod at forbedre planterne ved hjælp af såkaldt traditionel avl. Samarbejder med udviklingslandene og forskning i deres specifikke problemstillinger bør derfor være en integreret del af dansk bioteknologisk forskning på fødevareområdet.
Nye bioteknologiske processer rummer store muligheder for udvikling af skånsomme metoder til fødevarefremstilling, hvor behovet for varmebehandling minimeres. Ikke mindst en større anvendelse af biokonservering og andre hurdle-principper til forbedring af fødevaresikkerheden vil bidrage til også at mindske energiforbruget.
Udvikling af bioteknologiske processer, enten helt nye, eller til erstatning af eksisterende processer, vil generelt medføre et lavere forbrug af ingredienser. Bioingredienser som enzymer og bakteriekulturer har pr. vægtenhed en langt højere "funktionel aktivitet" end traditionelle ingredienser, og det relative forbrug vil dermed blive lavere. Også selvom selve ingrediensen ikke er et enzym eller en bakteriekultur, vil bioteknologisk produktion kunne anvendes til at opnå specifik design af molekylet, og dermed opnå fødevareingredienser med forbedrede funktionelle egenskaber.
Der er i Danmark gode forudsætninger for at kunne levere en målrettet forsknings- og udviklingsindsats rettet mod løsning af de beskrevne problemer med relation til bæredygtige produktionsmetoder, en indsats der også i international sammenhæng vil være konkurrencedygtig. Der er i den forbindelse behov for, som opfølgning på den danske lovgivning om sameksistens og arbejdet på Fællesskabsniveau, at indsatsen også bidrager til udviklingen af ny viden om sameksistens af genetisk modificerede afgrøder samt konventionelle og økologiske afgrøder, herunder om spredningsveje, modeludvikling og dyrkningsmetoder til begrænsning af spredning.
Danmark har en række plantebioteknologiske forskningsmiljøer med omfattende kompetence. Disse miljøer har i 2004 etableret plantebioteknologikonsortiet Plant Biotech Denmark. Samtidig er der en omfattende kompetence inden for svine- og kvægernæring samt dansk forskning i svine- og kvæggenetik, som hører til blandt verdens førende.
Følgende indsatsområder betragtes som væsentlige, og de vil samlet bidrage til både en øget konkurrenceevne samt en reduktion af primærproduktionens miljøeffekter:
Der er i Danmark særdeles gode forudsætninger for at gennemføre forskning inden for området sygdomsforebyggelse i landbruget. Denne forskning kan bl.a. bidrage med følgende: