農業創新長期以來一直以豐富的廉價食物養活世界大眾，這歸功於20世紀中葉綠色革命的成功，這場革命為印度、墨西哥和許多其他發展中國家帶來了工業化和高產穀物。
然而，繁榮的全球人口為不斷增加的新人口開闢了道路，到2050年，這將使糧食需求幾乎翻一番。與此同時，農民面臨著前所未有的氣候變化挑戰、高油價推動生物燃料需求以及土地和水資源成本上升。
2008年糧食價格的飆升預示著未來不祥和動盪的時期。最近，聯合國糧食及農業組織警告稱，2011年將出現更多糧食供應衝擊。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們今天世界的發現和想法的具有影響力的故事。
奧巴馬總統在11月的亞洲之行中宣佈，美國和印度將建立夥伴關係，以“引發第二次、更可持續的‘綠色革命’”—這是綠色革命的續篇，這項事業此前由諾貝爾獎得主諾曼·博洛格推動。
美國前農業部首席科學家兼主管研究、教育和經濟的副部長蓋爾·A·布坎南對提高全球農業生產力並將糧食安全擴充套件到非洲的意圖表示歡迎。他說，如果總統的計劃要產生任何“真正革命性的”影響，那麼就必須利用轉基因（GM）作物的價值。在11月11日Sigma Xi“食品安全與保障：科學與政策”研討會的主題演講中，布坎南列舉了轉基因作物如何提高農業生產力的幾個例子。
倡導者認為，轉基因作物還可以在應對世界最嚴重的農業挑戰（如氣候變化）中發揮不可或缺的作用。
布坎南說：“世界必須接受轉基因植物，因為不接受就等於不承認21世紀最重要的發現之一。”
批評者則持相反觀點。一些環保活動家對生物多樣性的喪失、透過異花授粉危及本地植物或對野生動物的影響表示擔憂。有機消費者協會擔心孟山都等企業巨頭帶來的健康風險和商品價格操縱。憂思科學家聯盟的立場宣告指出，轉基因食品可能對人類健康或環境造成危害。該組織呼籲在引入所有生物技術產品之前進行徹底的風險評估。其他人則指出，缺乏關於這些和其他可能影響的長期資料。
墨爾本大學的戴維·特里布不同意這種觀點。這位食品科學家和安全專家是Academics Review網站的聯合創始人，該網站旨在透過回應未經證實的反對轉基因的說法來消除對轉基因食品安全的困惑。他說：“技術創新正受到過度和科學上不合理的預防措施的束縛。透過拖延我們及時應對氣候變化的能力，它造成的危害大於好處。”
然而，爭議不僅僅在於轉基因作物安全性的問題——它們實際上並不是發展中國家貧困農民所需要的。例如，在非洲，綠色革命久經考驗的技術仍然缺乏，而且缺乏良好的道路和肥料。
布坎南同意透過建設食物鏈基礎設施和貿易存在替代解決方案，但他補充說：“如果我們要解決影響我們地球未來福祉的問題，我們就必須更有遠見。”
他說：“經典遺傳學和植物育種在第一次綠色革命中發揮了作用，並將繼續需要，但產生轉基因生物的生物技術將在未來的綠色革命中發揮越來越重要的作用。”
可能支援綠色革命的 7 項轉基因作物策略
沿著這些思路的一種策略，來自農業科學與技術委員會 (CAST) 1 月份釋出並由布坎南主持的一份報告，是對主要糧食作物進行生物工程改造，以更有效地轉化太陽能。光合作用有三種類型，其中兩種被稱為 C3 和 C4。大多數植物依賴 C3 過程，該過程利用二氧化碳並在光合迴圈中固定三碳化合物，但少數植物進化出了更高效的 C4 變體，透過每個迴圈固定四個碳來發展競爭優勢。
C4 植物，如玉米和甘蔗，能夠更好地在更熱、更乾旱的氣候中生存。因此，使小麥、水稻和大豆等 C3 作物能夠利用 C4 途徑可以提供類似的優勢，即光呼吸作用更少，從而產生更多的生物質，但向大氣中釋放的碳更少。
另一個想法是對主要作物進行生物工程改造以固定氮。氮在大氣中很豐富，但作為肥料卻很昂貴，因為它是由化石燃料製成的。此外，使用它可能會汙染水道。在大豆和其他豆類中，固氮是一種進化特徵，使它們能夠抓住這種元素並將其返回土壤。將固氮引入玉米和高粱——或其他允許作物減少氮需求的基因——這一壯舉本身將顯著降低成本和汙染，並提高產量。
對穀類作物進行生物工程改造以生產無需花粉受精的種子也可能是一種選擇。佐治亞大學教授韋恩·漢納表示，一種不依賴受精的克隆式繁殖，稱為無融合生殖，引入作物後，農民將能夠儲存高產雜交種子，而無需每年進行雜交育種。這位植物科學家與同樣在佐治亞州的分子遺傳學家佩吉·奧齊亞斯-阿金斯合作研究無融合生殖多年，他說：“如果能夠克隆[無融合生殖]的遺傳機制並將其引入玉米、水稻和小麥，這將徹底改變糧食生產。”
另一種策略是對主要作物進行生物工程改造，使其能夠承受高溫、乾旱和鹽鹼。乾旱已經佔玉米作物損失的約 40%。灌溉通常會將高鹽濃度帶入土壤，給植物增加更多壓力。能夠耐受高溫、乾旱和鹽鹼的轉基因作物不僅可以讓農民利用通常不適合耕種的土地，還可以規避人口增長和全球變暖帶來的氣候變化問題。
有人還提出對具有更強抗蟲害和抗病能力的植物進行生物工程改造，因為雖然這並非新鮮事，但與不斷進化的害蟲和疾病的軍備競賽仍在繼續。核糖核酸干擾 (RNAi) 基因的引入是一項有前景的新發展，它可以帶來中和病毒或殺死昆蟲幼蟲的新方法。
另一項計劃是提高植物的光捕獲能力。儘管經過數百萬年的進化，植物在這項工作上仍然效率低下。大多數植物僅吸收約 1% 到 3% 的光，而太陽能電池板通常可以捕獲 10% 到 15% 的光。但是，某些植物由於具有節能基因而可以捕獲更多的光子，這促使科學家尋求將這些基因插入糧食作物以成倍提高作物產量的方法。
最後，基因改造為創新提供了新思路，最新的創新來自植物表型組學或表型組學的研究，以及漂浮海洋作物或海洋農業。這些代表了另一種策略——其中最著名的例子是生物工程藻類，它可以將燃煤電廠的二氧化碳廢氣轉化為生物燃料。