人類活動目前每年向大氣中排放約90億噸碳。陸地和海洋中的光合生物透過自然吸收二氧化碳來吸收其中的約50億噸，剩下的部分則需要人類來處理。但是，無論有多少碳，捕獲並防止其重新進入大氣層都是一項巨大的工程挑戰；即使是當今最好的技術，其捕獲大氣中碳的效率也比光合作用低幾個數量級。
發表在10月刊《生物科學》上的一項新分析表明，到2050年，人類可以透過種植經過基因工程最佳化的植物和樹木來抵消每年排放的50億到80億噸碳，這些植物和樹木既可用於燃料生產，又可用於碳封存。
勞倫斯伯克利國家實驗室地球科學部高階研究員、主要作者克里斯特·詹森表示，生物能源作物為減緩大氣中的二氧化碳提供了兩種不同的途徑。首先，它們是一種碳中和能源，可以抵消化石燃料的燃燒。其次，“如果它們是合適的植物，它們有機會將大量的碳轉移到地下進行長期封存，”他說。
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植物吸收二氧化碳並將碳儲存在其生物質中。碳可以在地上的葉子、莖、枝條、種子和花朵中停留數十年或數百年，而分配到地下根系的碳更容易轉移到土壤中，在那裡可以封存數千年。因此，理想的生物能源植物既能產生大量地上生物質用於燃料，又能擁有發達的根系。初步研究表明，可以採用基因工程方法來增強這兩種特性。
伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的作物科學教授斯蒂芬·P·朗（未參與該研究）表示，利用基因改造來增強光合作用，從而提高生物質產量是一種可行的方法。朗指出，經過簡單的改造（也適用於其他植物）的轉基因菸草植物已經顯示出更高的生產力。“我們現在所處的位置是，我們肯定已經掌握了足夠的知識來進行許多這些改變，”他說。
同時，關於誘導植物將更多碳分配到根系的問題，詹森表示，多年生植物和一年生植物之間的重要區別是一個很好的起點。“多年生植物比一年生植物更有效地將碳隱藏在地下，”他說。這是因為一年生植物（構成世界上大部分糧食作物）在生產種子、莖和葉子上花費的能量比在構建根系上多得多。另一方面，像柳枝稷和芒草這樣的多年生植物具有更發達的根系，這是因為它們在一年中的一部分時間處於休眠狀態，然後必須從根部重新生長。
雖然想象一種既能產生大量地上生物質，又擁有大型碳封存根系的生物能源或糧食作物可能令人興奮，但研究這一目標是否現實仍處於早期階段。“多年生性是一種複雜的性狀，”詹森說。他認為，修改多年生植物使其具有理想的一年生植物特徵可能更容易，而不是反過來，但現在下結論還為時過早。
在短期內，詹森相信科學可以改造植物，使其更具耐旱性和耐鹽性。可以用鹽水或微鹹水（如工業廢水或海水）維持的作物將有助於保護淡水供應。“這些是需要引入食品和生物能源作物的重要特性，”詹森說，並補充說，“我們將比增強光合作用或具有一年生植物特徵的多年生植物和/或反之亦然更快地看到這一點。”
作者強調，基因工程不應被視為萬能藥，而應視為更大規模育種工作的一部分。此外，詹森說，“一個問題是我們提到的不同方面——提高光合作用、提高生物能源作物的產量以及將更多碳放入根系中——是高度相互關聯的，因此不一定是疊加的。”例如，修改植物以生長更多根可能會減少地上生物質的產量。同樣，這方面的研究還處於初步階段，無法得出結論。
馬里蘭州學院公園聯合全球變化研究所研究氣候變化和土地利用的艾莉森·湯姆森也表示，在解讀該研究的預測時需要謹慎。她說，這些預測在原則上很有價值，但也基於許多關於未來經濟狀況、土地可用性以及生物能源在未來更大能源戰略中的作用的假設。例如，她說，“如果你不考慮其他可用的能源以及它們排放多少，你就無法真正說出我們將使用多少生物能源。”此外，她指出，是否存在碳定價（目前很難考慮在內）將在未來能源情景中發揮重要作用。
同樣重要的是要考慮與日益增長的糧食需求相關的潛在土地利用問題。“當我們進行建模時，這是你不能忽視的一個需求，”湯姆森說。“人們在想要生物能源之前先要吃飯。”
除了所有未知因素外，還存在關於轉基因生物的現有監管政策，這會帶來高昂的合規成本，從而難以評估論文中討論的想法是否都可行，朗說：“這一切的瓶頸和障礙實際上是，‘你如何將轉基因技術推廣出去，並滿足所有監管要求和成本？’”