На этой неделе мы возвращаемся к одной из самых захватывающих тем, обсуждавшихся на нашей недавней конференции по климатическим технологиям, в рамках секции под названием «Очистка вашей тарелки».
В ходе дискуссии я беседовал с Памелой Рональд, специалистом по генетике растений из Калифорнийского университета в Дейвисе. Она много лет работала над тем, чтобы помочь рису выживать при наводнениях, а теперь переключает свое внимание на использование передовой генетики для удаления углерода с сельскохозяйственных угодий.
Генетика и растения
В распоряжении ученых имеется широкий спектр инструментов для воздействия на рост растений. От стандартной генной инженерии до более сложных методов редактирования генома, таких как CRISPR, у нас теперь больше возможностей, чем когда-либо, чтобы влиять на желаемые характеристики культур.
Однако генетическая модификация — не новость. «Практически все, что мы едим, было улучшено с использованием того или иного генетического инструмента», — отметила Рональд во время нашего интервью на ClimateTech, за исключением, возможно, дикорастущей черники, грибов и рыбы, выловленной в дикой природе.
Селекционное разведение и перекрестное опыление использовались фермерами веками для выведения определенных признаков у своих культур. В XX веке исследователи вывели селекцию на новый уровень и начали применять мутагенез — использование химикатов или радиации для вызывания случайных мутаций, некоторые из которых оказывались полезными.
Разница в том, что за последние 50 лет генетические инструменты стали гораздо более точными. Генная инженерия позволила вводить специфические гены в целевое растение. CRISPR дал ученым еще более тонкий подход, позволяя влиять на конкретные участки ДНК.
«Что действительно радует сейчас, так это то, что у нас гораздо больше инструментов», — заявила Рональд.
Сила точности
Чтобы понять, насколько мощными могут быть генетические инструменты в сельском хозяйстве, рассмотрим проект Рональд по выведению риса, устойчивого к наводнениям.
Рисовые растения хорошо растут в стоячей воде, но большинство сортов гибнет, если находятся под водой более трех дней, что часто случается на низменных пахотных землях. По словам Рональд, ежегодно из-за наводнений теряется около четырех миллионов тонн риса — этого хватило бы, чтобы накормить 30 миллионов человек.
Рональд и ее коллеги нашли решение в древнем, почти забытом сорте риса, который был особенно устойчив к вымоканию. Используя современные генетические инструменты, включая маркер-ориентированную селекцию, исследователи смогли привнести ген, ответственный за устойчивость к наводнениям, называемый Sub1, в популярные сорта риса. В контролируемых экспериментах, сравнивая рис Sub1 со стандартными сортами в течение четырехмесячного периода, включавшего двухнедельное наводнение, ген Sub1 увеличивал урожайность риса на 60% в условиях затопления.
Рональд отметила, что проект был особенно успешен, потому что его плодами воспользовались одни из беднейших фермеров мира. Для более подробного изучения работы по созданию риса, устойчивого к наводнениям, вы можете ознакомиться с профилем Рональд, написанным моим коллегой Джеймсом в 2017 году.
Далее: удаление углерода?
Рональд и я также обсудили новый проект, над которым она работает, сосредоточенный на использовании сельскохозяйственных культур для удаления углерода. Исследование курируется Институтом инновационной геномики, основанным лауреатом Нобелевской премии и пионером CRISPR Дженнифер Дудной.
Я писал об этом проекте еще в июне, когда он был анонсирован при финансировании от Фонда Чана — Цукербергов. На ClimateTech Рональд более подробно рассказала о цели проекта.
«Самая эффективная и поразительная технология удаления углерода — это фотосинтез», — сказала Рональд в нашем интервью.
Растения естественным образом поглощают диоксид углерода и преобразуют его в сложные соединения, такие как сахара. Многие сахара, образующиеся в процессе фотосинтеза, в конечном итоге снова расщепляются, возвращая углерод в атмосферу. Но часть углерода остается в почве — и Рональд с командой стремятся увеличить эту долю.
План включает несколько направлений.
- Ускорение фотосинтеза, чтобы культуры могли расти быстрее и поглощать больше углерода.
- Выращивание растений с особенно длинными корнями, чтобы больше углерода оказывалось глубоко под землей.
- Содействие специфической ассоциации растений с определенными бактериями. Это немного сложнее, но, по сути, некоторые бактерии помогают минерализовать диоксид углерода под землей, фиксируя его.
Помимо модификации растений, исследователи будут работать над более глубоким пониманием того, как углерод перемещается через растения и окружающую среду, чтобы оценить реальный вклад их усилий.
В курсе климатических новостей
Патрик Браун, соучредитель Impossible Foods, сообщил на сцене ClimateTech, что его компания работает над созданием стейка филе-миньон, и по его словам, образцы, которые он пробовал, «чертовски хороши». (MIT Technology Review)
Двое протестующих бросили томатный суп в культовую картину Ван Гога «Подсолнухи» в Национальной галерее в Лондоне. Картина, находящаяся за стеклом, не пострадала, но у многих в климатическом сообществе противоречивые чувства по поводу такого метода протеста. (The Washington Post)
Популяции Камчатского краба стремительно сокращаются. Падение поразительно, но ситуация, вероятно, не так загадочна, как это представляют некоторые издания — в основном виновато повышение температуры океана из-за изменения климата. (Grid News)
Исследователи запустили проект под названием «Геном данных аккумуляторов» для сбора дополнительной информации об электромобилях. Они запрашивают данные у национальных лабораторий, университетов и компаний, чтобы лучше понять характеристики батарей. (Inside Climate News)
Калифорния одобрила строительство нового опреснительного комплекса за 140 миллионов долларов в округе Ориндж. Штат ранее отклонял некоторые подобные проекты из-за опасений по поводу воздействия на окружающую среду, несмотря на усугубляющийся водный кризис. (CalMatters)
→ Для более глубокого изучения обещаний и проблем опреснения и того, как оно может вписаться в водоснабжение, ознакомьтесь с моим материалом о системе водоснабжения Эль-Пасо из нашего выпуска о воде за прошлый год.
Если вы пропустили и хотите узнать больше о том, что происходило на ClimateTech, ознакомьтесь с нашими прямыми трансляциями, чтобы узнать самое главное!
→ День 1: Энергетические системы, инвестиции, трудноразрешимые сектора и продовольствие
→ День 2: Корпоративная устойчивость, городская наука, транспорт и большие идеи в энергетике
Просто для развлечения
Некоторые люди — настоящие магниты для комаров, и, возможно, они ничего не могут с этим поделать.
Новые исследования, подробно описанные в Scientific American, показывают, что запах тела человека, а именно уровень карбоновых кислот на его коже, связан с тем, насколько он привлекателен для комаров.
Если вы, как и я, всегда становитесь той мишенью, которую «съедают» на каждом барбекю, то может появиться надежда: это исследование в конечном итоге может привести к созданию лучших репеллентов, возможно, с использованием бактерий для расщепления карбоновых кислот.
Теперь мне нужен только способ заставить меня не преследовать дым от костра.
