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Biota Neotropica

On-line version ISSN 1676-0611

Biota Neotrop. vol.2 no.1 Campinas  2002

http://dx.doi.org/10.1590/S1676-06032002000100002 

POINTS OF VIEW

 

Carbon sequestration in the rain forest: alternatives using environmentally friendly biotechnology

 

 

Marcos S. BuckeridgeI; Marcos P.M. AidarII

IInstituto de Botânica, Seção de Fisiologia e Bioquímica de Plantas CP. 4005 CEP 01061-970 São Paulo, SP, Brazil, msbuck@usp.br
IIInstituto de Botânica, Seção de Fisiologia e Bioquímica de Plantas CP. 4005 CEP 01061-970 São Paulo, SP, Brazil, maidar@uol.com

 

 


ABSTRACT

As carbon dioxide increases on Earth atmosphere, the rise in average temperatures may provoke changes in the environment that could damage civilisation as we know it. As a result, the need to sequester carbon becomes urgent, and one of the options we have is to use the potential of the forests to do it by enhancing assimilation of CO2 through photosynthesis. However, if we consider the use of plants to increase carbon sequestration, a problem that looms is that species often acclimate and actually reduce CO2 assimilation through feedback mechanisms of the sugars that are the product. In the present article, we propose that some biochemical pathways, such as those in control of photosynthesis, carbohydrate metabolism and assimilation, and cellulose and polysaccharide synthesis, that might be targeted so that C sequestration, could be increased. Genetic control of metabolic pathways is now among the technologies available. Although genetic modification of native plants is controversial, according to the forecasts the concentration of atmospheric CO2 will double in just 50 years, and, therefore, we may have few options short of greatly reducing output. Fortunately, we already know a few candidate genes to be targets for genetic manipulation, and in this short article we discuss some environmentally friendly approaches to the problem.

Keywords: Global change, Carbon Sequestration, Photosynthesis, Rain Forest, Sugar Sensing, Cellulose synthesis, Gene therapy


RESUMO

Com o recente aumento na concentração atmosférica de CO2 e o conseqüente aumento nas médias de temperatura, as alterações ambientais previstas poderiam causar danos à civilização na forma em que conhecemos. Como consequência desses previsões, a necessidade de seqüestrar carbono está se tornando urgente e uma das opções que temos é o uso do potencial que as florestas tropicais têm de assimilar CO2 através da fotossíntese. No entanto, se considerarmos o uso de plantas para aumentar o seqüestro de carbono, haverá um problema que é o fato de muitas espécies vegetais aclimatarem, o que significa uma inibição na assimilação de CO2 pela produção de açúcares. No presente artigo, propomos que algumas rotas bioquímicas poderiam ser alteradas em plantas de forma a controlar a fotossíntese, metabolismo de carboidratos e também a síntese de celulose. Com isso talvez se pudesse aumentar o seqüestro de carbono. Dentre as tecnologias disponíveis, aquela que apresenta um rápido desenvolvimento recente é o controle do metabolismo através de alterações no controle genético de vias metabólicas. Ainda que isto seja controverso, o tempo está correndo e de acordo com as previsões, nós podemos ter um pouco mais de 50 anos antes que a concentração de CO2 atmosférico dobre. Considerando que já conhecemos alguns genes que poderiam ser alvo de transformações de plantas e que estas técnicas estão melhorando com grande velocidade, neste trabalho nós discutimos algumas das formas ambientalmente saudáveis para abordar o problema.

Palavras-chave: Mudanças Climáticas Globais, Seqüestro de Carbono, Fotossíntese, Floresta Tropical, Síntese de Celulose, Metabolismo de Açúcares, Terapia Gênica


 

 

Full text available only in PDF format.

Texto completo disponível apenas em PDF.

 

 

Acknowledgements

The authors thank the colleagues Marilia Gaspar, Marco Tiné and Miguel Minhoto for the critical reading of this article and also Nick Carpita and Carlos Labate for the useful discussions about the basic ideas involved in the argument.

 

References

CARPITA, N.C. and Vergara, C.E. 1998. A recipe for cellulose. Science 279: 672673.         [ Links ]

DANIELL, H,. Khan, M.S. and Allison, L. (2002) Milestones in chloroplast genetic engineering: an environmentally friendly era in biotechnology, Trends in Plant Science 7: 84-91.         [ Links ]

KERSTIENS, G. (2001) Meta-analysis of the interaction between shad-tolerance, light environment and growth response of woody species to elevated CO2 . Acta Oecologica 22: 61-69.         [ Links ]

LIMA, D.U., Santos, H.P., Tiné, M.A., Molle, F.D. & Buckeridge, M.S. (2001) Patterns of expression of cell wall related genes in sugar cane. Genetics and Molecular Biology (in press)        [ Links ]

LUCAS, W.J. Yoo, B.C., Kragler F. (2001) RNA as a longdistance information macromolecule in plants. Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 2: 849-857        [ Links ]

MAY, G.D. and Kmiec, E.B. (2000) Plant gene therapy: crop varietal improvement through the use of CHIMAERIC RNA/DNA oligonucleotide-directed gene targeting. AgBiothechNet 2: ABN053        [ Links ]

PEAR, J.R., Kawagoe, Y., Schreckengost, W.E., Delmer, D.P. and Stalker, D.M. (1996) Higher plants contain homologs of the bacterial celA genes encoding the catalytic subunit of cellulose synthase. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93: 1263712642.         [ Links ]

SMEEKENS, S. 2000. Sugar-induced signal transduction in plants. Annu. Rev. Plant Phys. Plant Mol. Biol. 51:49-81.         [ Links ]

 

 

Date Received: March, 26, 2002
Accepted: April, 04, 2002

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