Инженерия растений для меняющегося климата

Изменение климата влияет на типы сортов растений, которые мы можем культивировать, а также на то, как и где мы можем это делать. Новая подборка статей в журнале PLOS Biology исследует двойную задачу: создание растений, устойчивых к изменению климата, и повышение их потенциала по улавливанию углерода.

Чтобы удовлетворить сельскохозяйственные потребности, вызванные изменением климата и ростом населения, необходимо улучшить производство сельскохозяйственных культур. Для этого требуются более эффективные государственно-частные партнерства.

Инженерия фотосинтеза для увеличения захвата углерода может смягчить последствия изменения климата и повысить производство продуктов питания.

Синтетическая биология может быть использована для повышения климатической устойчивости растений и создания следующего поколения сельскохозяйственных культур, если общество примет такие технологии.

Микробиом пахотных почв можно модифицировать для ускорения секвестрации углерода в почве. Для этого необходима разработка, внедрение и валидация микробных стратегий.

Из всех культур рис обладает наибольшим генетическим потенциалом для адаптации к изменению климата. Образцы из генобанков были критически важны для разработки улучшенных, стрессоустойчивых сортов риса. Новые инструменты и ресурсы ускоряют идентификацию и внедрение генов, обеспечивающих устойчивость.

Наше базовое понимание цикла углерода в биосфере остается качественным и неполным, что мешает эффективно создавать новые решения для борьбы с изменением климата. Главный вклад синтетической биологии растений, вероятно, будет заключаться не в поставке готовых генотипов, а в обеспечении прогностического понимания, необходимого для их проектирования.

Культивируемые виды обладают сниженным генетическим разнообразием по сравнению со своими дикими родственниками. Сохранение богатых генетических ресурсов диких сородичей культурных растений, при одновременном избегании вредных вариантов, — центральная задача. Традиционные сорта могут служить промежуточным звеном для увеличения генетического разнообразия культур.

Изменение климата повлияет на отношения человека с растениями, которые мы используем для пищи, медицины, жилья, топлива и одежды. Изменятся то, что, как и где мы культивируем, а также биотические и абиотические стрессы. Стратегии адаптации включают древние и современные методы селекции, геномную инженерию, синтетическую биологию и инженерию микробиома.