Un numero speciale della rivista Biologia PLOS esplora l’ingegneria delle piante come strumento per migliorare la resilienza climatica e il potenziale di cattura del carbonio delle colture
Il cambiamento climatico sta influenzando i tipi di varietà vegetali che possiamo coltivare, nonché come e dove possiamo farlo. Per far fronte alle sfide agricole causate dal cambiamento climatico e da una popolazione in crescita, dobbiamo migliorare la produzione agricola. Questa prospettiva dei leader del settore, tra cui Catherine Feuillet, richiede maggiori e migliori partenariati pubblico-privato per accelerare le scoperte nella ricerca sulle colture.
Come possiamo nutrire in modo sostenibile la nostra popolazione in crescita mentre il clima cambia? Questa prospettiva di Megan Matthews sostiene che ingegnerizzando la fotosintesi per aumentare la cattura del carbonio, possiamo mitigare il cambiamento climatico e aumentare la produzione alimentare.
Poiché i cambiamenti climatici influenzano i modelli meteorologici e la salute del suolo, la produttività agricola potrebbe diminuire notevolmente. La biologia sintetica può essere utilizzata per migliorare la resilienza climatica nelle piante e creare la prossima generazione di colture, se il pubblico lo accetterà, secondo questo articolo di Jennifer Brophy.
Il microbioma dei terreni coltivati potrebbe essere manipolato per accelerare il sequestro del carbonio nel suolo. Questa prospettiva di Noah Fierer suggerisce come raggiungere questo obiettivo e delinea i passaggi generali necessari per sviluppare, implementare e convalidare tali strategie basate sui microbi.
Di tutte le specie coltivate, il riso ha il maggior potenziale genetico per l’adattamento ai cambiamenti climatici e le adesioni a Genebank sono state fondamentali per lo sviluppo di varietà di riso migliorate e resistenti allo stress. Questa Community Page di Kenneth McNally mette in evidenza nuovi strumenti e risorse dell’International Rice Research Institute per accelerare l’identificazione e la distribuzione di geni che conferiscono resilienza ai cambiamenti climatici.
La nostra comprensione di base del ciclo del carbonio nella biosfera rimane qualitativa e incompleta, precludendo la nostra capacità di progettare efficacemente nuove soluzioni al cambiamento climatico. Come possiamo tentare di progettare l’ignoto? Questo saggio di Patrick Shih propone che i principali contributi della biologia vegetale sintetica nell’affrontare il cambiamento climatico non risiederanno nel fornire i genotipi desiderati, ma nel consentire la comprensione predittiva necessaria per progettare i genotipi target in primo luogo.
Le specie coltivate hanno una diversità genetica ridotta rispetto ai loro parenti selvatici più stretti. Preservare le ricche risorse genetiche offerte dai parenti selvatici delle colture evitando varianti dannose e contributi genetici disadattivi è una sfida centrale per il miglioramento continuo delle colture. Questo saggio di Jeffrey Ross-Ibarra supporta l’uso di varietà tradizionali come intermediario tra parenti selvatici e cultivar moderne per aumentare la diversità genetica nelle colture.
Man mano che il clima cambia, cambierà anche il rapporto tra gli esseri umani e le piante che usiamo per cibo, medicine, riparo, carburante e vestiti. Cosa, come e dove coltiviamo le piante cambierà, così come i potenziali stress biotici e abiotici affrontati dalle piante coltivate. Questa raccolta di articoli esplora le strategie per aiutare le piante ad adattarsi a un clima che cambia, comprese tecniche di allevamento antiche e moderne, ingegneria del genoma, biologia sintetica e ingegneria del microbioma.