到2050年，预计人类的耕地面积将更少，而人口数量将比现在多20亿。与此同时，二氧化碳水平将会达到600ppm，比目前高出50%，其平均气温将会达到1950至1979年间最高温水平。在该预计的气候条件下，美国农业部农业研究局（USDA/ARS）研究人员通过一个为期3年的实地研究证明，转基因大豆产量将会高于传统大豆，研究结果发表在《实验植物学杂志》（Journal of Experimental Botany）。
作为人类食物蛋白的重要来源，大豆是世界上种植面积最广的双子叶植物，也是一年生C3作物的模式作物，同时也被认为是对臭氧污染最为敏感的作物之一。美国农业部农业研究局（USDA/ARS）利用SoyFACE（自由空气中臭氧浓度升高对大豆的影响），模拟未来大气条件以期揭示气候因素对美国中西部作物的影响。研究人员表示：“人工干预条件下的实验有助于科学家探索作物的某些重要内在作用机制，但为了应对自然条件下可能出现的问题，就需要研究自然环境下的反应，SoyFACE极为适合这种研究。”FACE（free-air gas concentration enrichment）使用标准的作物管理技术，在完全开放的农田条件下运行，代表了人类对未来大气环境的最好模拟。
美国农业部农业研究局（USDA/ARS）科学家、伊利诺伊大学卡尔·伍斯基因组生物学研究所（the Carl R. Woese Institute for Genomic Biology at the University of Illinois）植物生物学副教授卡尔·贝纳克（Carl Bernacchi）表示，“生态系统和植物系统的复杂性，使我们不能推断二氧化碳水平增加、产出就增加，气温升高、产出就减少。影响作物生长的气候系统和大气并不是孤立于其他因素而变化的，实际上有诸多影响因素。二氧化碳本身看起来影响范围非常广，但也不能忽略‘温度’因素的复杂性。”研究人员努力寻找方法来降低因温度影响而产生的作物产量损失，因为即便二氧化碳浓度上升，这些损失也很有可能出现。”
最终，研究结果使研究人员感到意外。贝纳克教授表示，“虽然作物产量年年不同，但是在这3年中，转基因和非转基因作物之间的差距显著一致。”因此，利用基因变化可以帮助抵消因气温升高造成的不良影响。研究结果还发现，当气温和二氧化碳水平同时升高时，转基因作物的产量更高；但是，如果仅气温升高或是二氧化碳水平升高，亦或是在目前的气候条件下，转基因和非转基因作物产量几乎没有区别。
转基因大豆是满足2050年粮食需求的途径之一，通过基因改良很可能与“基因叠加”这样的改造方式结合起来进一步增加产量。贝纳克表示：“在我们努力满足将来的粮食需求时，这种特定基因改造是我们需要依赖的诸多工具之一。目前国际上有很多研究，都在努力寻求不同的策略以做出改善，其中很多策略可以互相结合使用。”
（编译 李楠）
