År 2050, vi kommer att behöva försörja 2 miljarder fler människor på mindre mark. Under tiden, Koldioxidnivåerna förutspås nå 600 delar per miljon – en ökning med 150 % jämfört med dagens nivåer – och 2050-temperaturerna förväntas ofta matcha de 5 % varmaste dagarna från 1950-1979. I en treårig fältstudie, Forskare visade att konstruerade sojabönor ger mer än konventionella sojabönor under 2050-talets förutspådda klimatförhållanden.

"Vårt klimatsystem och atmosfär förändras inte isolerat från andra faktorer - det finns faktiskt flera aspekter, " sa USDA/ARS-forskaren Carl Bernacchi, en docent i växtbiologi vid Carl R. Woese Institute for Genomic Biology vid University of Illinois. "Effekten av koldioxid i och för sig verkar vara mycket generaliserad, men försummar komplexiteten i att lägga till temperatur i blandningen. Denna forskning är ett steg i rätt riktning mot att försöka hitta ett sätt att mildra de temperaturrelaterade avkastningsförlusterna som sannolikt kommer att inträffa även med stigande koldioxidkoncentrationer."

Publicerad i Journal of Experimental Botany , denna studie fann att den modifierade grödan gav mer när den utsattes för både ökad temperatur och koldioxidnivåer; dock, de fann liten eller ingen skillnad mellan de modifierade och omodifierade grödor som odlades i antingen ökad temperatur, ökad koldioxid, eller dagens klimatförhållanden.

Detta arbete tyder på att vi kan utnyttja genetiska förändringar för att kompensera för de skadliga effekterna av stigande temperatur. Dessutom, Bernacchi sa, det illustrerar att vi inte kan härleda komplicerade miljö- och växtsystem till att ökade koldioxidnivåer ökar avkastningen och ökad temperatur minskar avkastningen.

"Experiment under kontrollerade förhållanden är bra för att förstå koncept och underliggande mekanismer, "sa författaren till studien Iris Köhler, en tidigare postdoktor i Bernacchi-labbet. "Men för att förstå vad som kommer att hända i en verklig situation, det är avgörande att studera svaren i en naturlig miljö - och SoyFACE är perfekt för den här typen av studier."

SoyFACE (Soybean Free Air Concentration Enrichment) är en innovativ anläggning som efterliknar framtida atmosfäriska förhållanden för att förstå effekten på grödor i Mellanvästern. Dessa fynd är särskilt anmärkningsvärda eftersom grödorna i detta SoyFACE-experiment exponerades för samma miljöförhållanden (d.v.s. solen, vind, regn, moln, etc.) som andra Illinois fältgrödor.

"Det är faktiskt lite av en överraskning, " sa Bernacchi. "Jag har gjort fältforskning ganska länge, och variation är en av de saker som är en inneboende del av fältforskning. Självklart, vi såg variationer i avkastning från år till år, men skillnaden mellan de modifierade och omodifierade växterna var anmärkningsvärt konsekvent under dessa tre år."

Dessa modifierade sojabönor är bara en del av ekvationen för att möta kraven från 2050. Denna modifiering kan sannolikt kombineras med andra modifieringar - en process som kallas "stapling" - för att ytterligare förbättra avkastningen. "När vi försöker tillgodose våra matbehov för framtiden, denna specifika modifiering är ett av de många verktyg som vi kommer att behöva förlita oss på, ", sa Bernacchi. "Det finns mycket forskning över hela planeten som tittar på olika strategier för att göra förbättringar, och många av dessa utesluter inte varandra. "