Metagenomics approaches in microbial ecology and research for sustainable agriculture

Abstract

Technologies such as next generation sequencing (NGS) are transforming research fields at the methodological, conceptual, and organizational level. They open up new possibilities and bring with them new commitments and inherent limitations. We show from a philosophy of science perspective how NGS-based metagenomics has transformed microbial ecology and, with it, parts of agricultural soil science, which integrate ecological approaches with the aim to inform agricultural practices. We reconstruct agricultural science as design science (sensu Niiniluoto) and describe how the possibilities, commitments, and limitations of metagenomics approaches in microbial ecology shape values, situation assessments, and recommendations for interventions of soil microbiology in the context of sustainable agriculture.

Technologien wie Next Generation Sequencing (NGS) transformieren Forschungsfelder auf der methodischen, konzeptionellen und organisatorischen Ebene. Sie eröffnen neue Möglichkeiten, bringen aber auch neue Festlegungen und inhärente Beschränkungen mit sich. Wir zeigen aus wissenschaftsphilosophischer Perspektive wie NGS-basierte Metagenomik die mikrobielle Ökologie und damit auch Teile der agrarwissenschaftlichen Bodenforschung transformiert hat, die ökologische Ansätze integrieren, um landwirtschaftliche Praktiken zu verändern. Wir rekonstruieren die Agrarwissenschaft als Designwissenschaft (sensu Niiniluoto) und beschreiben, wie die Möglichkeiten, Festlegungen und Beschränkungen der metagenomischen Ansätze in der mikrobiellen Ökologie die Werte, Situationsbewertungen und Empfehlungen für Eingriffe der Bodenmikrobiologie im Kontext nachhaltiger Landwirtschaft beeinflussen.