Die ernsthafte Bedrohung durch den Klimawandel wird durch den ehrgeizigen Charakter bestimmter Ziele veranschaulicht, die von der 2015 Paris Vereinbarung. Ein herausragendes Beispiel ist das Versprechen, den Temperaturanstieg auf 2 °C zu begrenzen, mit einem Ideal von 1.5 °C. Die Formulierung von Strategien zur Maximierung der Wahrscheinlichkeit, die skizzierten Ziele zu erreichen, ist entscheidend. Bioenergiegenomik 2017 präsentiert eine Zusammenführung von Forschungsergebnissen, die zur zukünftigen nachhaltigen Bereitstellung von Biomasse und zur Eindämmung des Klimawandels beitragen. Am Dienstagnachmittag tauchen wir in die Arbeit zur Erforschung zukünftiger Bioenergieszenarien mit prädiktiver Modellierung ein – Verknüpfung von Genotyp und Phänotyp.
Genomweite Assoziationskartierung (GWA). ist heute ein häufig verwendetes Werkzeug zur Identifizierung natürlicher Polymorphismen. Unterschiede in der DNA-Sequenz werden verwendet, um Variationen in den beobachtbaren Merkmalen einer Population aufzuklären, die wiederum Genotyp und Phänotyp in Verbindung bringen. Der ausgedehnte Einsatz von GWA-Kartierung hat gezeigt, dass die natürliche genetische Vielfalt an bestimmten Regionen auf einem Chromosom pleiotrope Auswirkungen auf eine Reihe von Merkmalen haben kann – was bedeutet, dass ein Gen mehrere nicht verwandte phänotypische Merkmale beeinflussen kann. Diese Informationen unterstützen die genomische Vorhersage, da genomweite Marker, die Variationen hervorheben, verwendet werden können, um beobachtbare Merkmale abzuschätzen. In Kombination mit Modellen für das Pflanzenwachstum wird die genomische Vorhersage verwendet, um die Wechselwirkungen zwischen Genotyp, Umwelt und Bewirtschaftungsart (G × E × M) zu bestimmen.
Das Verständnis komplexer Merkmale wie der Akkumulation von Biomasse wird weiter erschwert durch Epistatische Wechselwirkungen. Die Wirkung eines Gens kann daher von der Expression eines oder mehrerer anderer Gene abhängen, die als „Modifikator-Gene'. Multi-Trait-Modelle wurden wiederum entwickelt, um Genotyp mit Phänotyp für komplexe Merkmale zu verknüpfen.
Die in der Sitzung diskutierten Techniken haben experimentell die Variation der Reaktionen der Wasserverhältnisse auf Dürrebedingungen in a untersucht das Schwarze genomweite Assoziationspopulation, die aus Westeuropa stammt. Der Einsatz von Bioenergiepflanzen wurde ebenfalls simuliert, wobei die G × E × M-Effekte von untersucht wurden kurze Rotationsweide, Bestimmung lebensfähiger Gebiete Großbritanniens für die Produktion. Eine solche groß angelegte Modellierung wurde auch für mehrjährige Gräser im mittleren Westen der Vereinigten Staaten gemeldet. Die Skalierung der Forschung von Parzellen auf Ökosysteme ist für die Berechnung der Rentabilität des Anbaus von Bioenergiepflanzen unbedingt erforderlich. Die generierten Informationen sind äußerst wertvoll für das Verständnis der Machbarkeit aufkommender Energieszenarien. Ein Beispiel ist die „Negative Emission“-Technologie, Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS), was eine erhebliche Landnutzungsänderung für Bioenergiepflanzen im Vereinigten Königreich erfordern würde.
Die erfolgreiche Etablierung nachwachsender Bioenergiepflanzen könnte potenziell zu einer Vielzahl von Vorteilen führen. Neben der Deckung des Energiebedarfs ohne Konkurrenz durch die Lebensmittelproduktion könnte die Nutzung von Biomasse die COXNUMX-Emissionen ausgleichen und so den Klimawandel bekämpfen. Darüber hinaus könnte die Nutzung von Bioenergiepflanzen mit einer robusten Politik auch ökologische und gesellschaftliche Vorteile haben und das Naturkapital durch die Erhaltung und Erzeugung von Ökosystemleistungen bereichern. Da die Modellierungssysteme weiter voranschreiten, wird in Sitzung fünf skizziert, wie die Technologie eine entscheidende Rolle bei der Entschlüsselung zukünftiger Energiepfade sowohl in Großbritannien als auch weltweit spielen wird.
