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增压植物和土壤以去除大气中的碳
Chan Zuckerberg Initiative 的新资金在创新基因组学研究所启动了基于 CRISPR 的碳去除研究
创新基因组学研究所 (IGI) 的一项新研究计划得到陈扎克伯格倡议 (CZI) 的 11 万美元承诺的支持,旨在使用 CRISPR 基因组编辑来增强植物和土壤的自然能力 微生物 从大气中捕获和储存碳。 根据政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 的说法,随着减少现有排放源的努力,二氧化碳去除 (CDR) 可以在减少气候变化对全球的影响和扭转其进程方面发挥越来越重要的作用。 在任何关于 CDR 的讨论中,我们经常注意到我们已经拥有可以很好地做到这一点的技术:植物、微生物和其他生物体,但它们已针对没有人类活动产生大量过量碳的世界进行了优化。 IGI 项目旨在提高生物体的天然碳去除能力,以应对气候变化问题的规模。
在过去的一年里,CZI投资了 有前途的技术 作为探索尖端和新兴气候解决方案(包括 CDR 技术)的一部分,帮助大规模应对气候变化。 IGI 计划是最新的支持接受者,也是最早申请的计划之一 CRISPR 基因组编辑到全球 CDR 工作。
“我们很高兴能够支持创新 基因组学 研究所对基因编辑技术新应用的重要研究,”CZI 联合创始人兼联合首席执行官 Priscilla Chan 博士说。 “这项技术有可能增强植物的自然能力,使它们能够从大气中吸收更多的碳,并将更多的碳储存在它们的根部和周围的土壤中——为应对气候变化提供了一套新的创新工具。”
当前基于自然的解决方案面临的最大挑战之一是,从大气中去除的碳通常会在相对较短的时间内返回大气,通常被土壤微生物以二氧化碳的形式呼吸。 为了使自然 CDR 产生有意义的影响,碳需要长期保留在土壤中。
在大约 200 年前现代农业出现之前,全球土壤提供了可靠的长期碳汇,但从那时起,土壤已经损失了相当于 487 亿公吨二氧化碳的碳,大量的碳大约在与美国自工业革命以来累积的化石二氧化碳排放量相当。 IGI 团队看到了增加大片受管理农田土壤碳含量的机会。 恢复土壤碳具有改善土壤结构、提高水分利用效率和养分有效性以及喂养有益土壤微生物群落的额外好处。
除了提高碳去除能力外,该团队还预期其他好处。 提高光合作用的效率可以转化为更高的产量并减少对肥料和灌溉的需求,所有这些都可能有助于在一个变暖的星球上不断增长的人口。
“气候变化是当今世界面临的最严重问题,对饥饿、疾病传播、生物多样性、全球经济以及人类生活的几乎所有方面都有影响,”IGI 创始人兼诺贝尔奖获得者詹妮弗·杜德纳博士说。 “多年来,我们已经了解 CRISPR 基因组编辑可用于帮助农业适应气候变化。 将相同的工具包应用于碳去除和直接应对气候变化是一个激动人心的新步骤。”
IGI 计划正在由加州大学伯克利分校、加州大学戴维斯分校和劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员组成的三个工作组处理这项研究,每个工作组都专注于碳从大气、植物到根部,再到土壤的不同阶段.
由 David Savage、Krishna Niyogi、Pamela Ronald 和 IGI 可持续农业总监 Brian Staskawicz 领导的一个小组将专注于编辑水稻品种以改善光合作用,从而更有效地从大气中去除碳,并优化根系发育和根系分泌物促进土壤固碳。 第二组由 Peggy Lemaux 和 Myeong-Je Cho 领导, 植物基因组学和转化设施 在 IGI,正在开发新的高效 基因组编辑 用于生物质作物高粱的协议,以实现增强 CDR 的编辑。 最后一个小组由 IGI 微生物学主任 Jill Banfield 和 Jennifer Pett-Ridge 领导,他们将开发追踪改良品种固定碳的技术,并研究积极促进长期碳储存的土壤微生物群落。 现实世界的影响将需要广泛采用这项工作的成果,因此在科学努力的同时,IGI 的公共影响总监 Melinda Kliegman 将制定部署计划并努力解决社会问题,以确保这项工作的发展满足最终用户的需求。
“这些努力是从加州大学伯克利分校和加州大学戴维斯分校的实验室和实地开始的,但我们专门开发了这个项目,以便影响可以在全球范围内迅速扩大,”IGI 执行董事兼该项目的首席 PI Brad Ringeisen 说.
植物和微生物不仅具有从大气中捕获碳的固有能力,它们还可以将其储存在生物量和农田土壤中,这些农田覆盖了地球陆地表面的 1.4/2。 专注于水稻和高粱等全球重要的经济作物,确保采用这项技术的影响将传播到世界各地,并使中低收入社区受益。 研究小组估计,通过增加高粱光合碳捕获和将种植扩大到边缘土地,全球每年捕获的二氧化碳当量净增加多达 XNUMX 亿吨,其中一半可以长期储存在与生物质转化技术相结合时的生命形式。 随着这项工作应用于其他作物,如小麦和玉米,IGI 团队的进展可以在未来得到扩展。
关于陈扎克伯格倡议
Chan Zuckerberg Initiative 成立于 2015 年,旨在帮助解决一些社会最严峻的挑战——从根除疾病和改善教育,到满足当地社区的需求。 我们的使命是为每个人建立一个更加包容、公正和健康的未来。 欲了解更多信息,请访问 www.chanzuckerberg.com.
IGI 媒体联系人: 安迪·默多克—— andymurdock@berkeley.edu