Modificerede sojabønner giver mere i fremtidige klimaforhold

I 2050, vi bliver nødt til at brødføde 2 milliarder flere mennesker på mindre jord. I mellemtiden kuldioxidniveauer forventes at ramme 600 dele pr. million – en stigning på 150 % i forhold til nutidens niveauer – og 2050-temperaturer forventes ofte at matche de 5 % varmeste dage fra 1950-1979. I et treårigt feltstudie, forskere beviste, at manipulerede sojabønner giver mere end konventionelle sojabønner i 2050'ernes forudsagte klimatiske forhold.

"Vores klimasystem og atmosfære ændrer sig ikke isoleret fra andre faktorer - der er faktisk flere facetter, " sagde USDA/ARS videnskabsmand Carl Bernacchi, en lektor i plantebiologi ved Carl R. Woese Institute for Genomic Biology ved University of Illinois. "Effekten af ​​kuldioxid i sig selv synes at være meget generaliseret, men ignorerer kompleksiteten ved at tilføje temperatur til blandingen. Denne forskning er et skridt i den rigtige retning mod at forsøge at finde ud af en måde at afbøde de temperaturrelaterede udbyttetab, der sandsynligvis vil forekomme selv med stigende kuldioxidkoncentrationer."

Udgivet i Journal of Experimental Botany , denne undersøgelse fandt, at den modificerede afgrøde gav mere, når den blev udsat for både øgede temperaturer og kuldioxidniveauer; imidlertid, de fandt ringe eller ingen forskel mellem de modificerede og umodificerede afgrøder dyrket i enten forhøjet temperatur, øget kuldioxid, eller nutidens klimaforhold.

Dette arbejde tyder på, at vi kan udnytte genetiske ændringer til at hjælpe med at opveje de skadelige virkninger af stigende temperatur. Ud over, Bernacchi sagde, det illustrerer, at vi ikke kan udlede komplicerede miljø- og plantesystemer til at øge kuldioxidniveauerne øger udbyttet og stigende temperatur reducerer udbyttet.

"Eksperimenter under kontrollerede forhold er gode til at forstå koncepter og underliggende mekanismer, " sagde førsteforfatter af undersøgelsen Iris Köhler, en tidligere postdoc-forsker i Bernacchi-laboratoriet. "Men for at forstå, hvad der vil ske i en situation i den virkelige verden, det er afgørende at studere svarene i naturlige omgivelser - og SoyFACE er perfekt til denne form for undersøgelse."

SoyFACE (Soybean Free Air Concentration Enrichment) er en innovativ facilitet, der efterligner fremtidige atmosfæriske forhold for at forstå indvirkningen på afgrøder i Midtvesten. Disse resultater er særligt bemærkelsesværdige, fordi afgrøderne i dette SoyFACE-eksperiment blev udsat for de samme miljøforhold (dvs. solen, vind, regn, skyer, osv.) som andre Illinois markafgrøder.

"Det er faktisk lidt af en overraskelse, " sagde Bernacchi. "Jeg har lavet feltforskning i et stykke tid, og variabilitet er en af ​​de ting, der er en iboende del af feltforskning. Selvfølgelig, vi så variation i udbyttet fra år til år, men forskellen mellem de modificerede og umodificerede planter var bemærkelsesværdig konsistent over disse tre år."

Disse modificerede sojabønner er blot en del af ligningen for at opfylde kravene i 2050. Denne modifikation kan sandsynligvis kombineres med andre modifikationer - en proces kaldet "stabling" - for yderligere at forbedre udbyttet. "Når vi forsøger at opfylde vores fødevarebehov for fremtiden, denne specifikke modifikation er et af de mange værktøjer, som vi bliver nødt til at stole på, " sagde Bernacchi. "Der er en masse forskning på tværs af planeten, der ser på forskellige strategier til at lave forbedringer, og mange af disse udelukker ikke hinanden."