Oamenii de ştiinţă au încercat mereu să vină cu soluţii pentru creşterea randamentelor. Au apărut între timp provocările legate de schimbările climatice, dar şi preocupări în ceea ce priveşte conservarea terenurilor. Astăzi, cercetarea în domeniul culturii plantelor de câmp se bazează pe tehnici de genetică avansate, cum ar fi selecţia asistată de markeri moleculari şi, desigur, modificări trans şi cis-genice. Potenţialul acestora este uriaş şi nu urmăreşte doar valorificarea la maximum a producţiei agricole, ci şi reducerea cantităţii de substanţe chimice utilizate pentru protecţia plantelor.
Următoarea mare provocare ar fi însă transformarea culturilor agricole, care au caracter anual, în culturi perene. Spre exemplu, dacă am semănat în primăvară porumb să putem recolta nu doar în toamnă ci şi în anii care vor urma, fără a fi nevoiţi să mai punem sămânţa în pământ. În momentul de faţă, circa 69% din suprafeţele agricole sunt ocupate de cereale, seminţe oleaginoase şi leguminoase iar toate acestea sunt plante anuale. Ele trebuie însămânţate în fiecare an, necesită cantităţi mari de îngrăşăminte şi pesticide scumpe, protejează slab solul şi apa iar cultivarea lor este generatoare de gaze cu efect de seră. În schimb, culturile perene au un sezon de creştere mai lung şi rădăcini mai extinse, ceea ce le face mai productive şi mai eficiente la captarea nutrienţilor şi a apei din sol.
Pentru că, la origine, toate plantele au fost perene, există premiza ca ele să fie din nou „sălbăticite”. De această dată nu prin forţa naturii, ci cu ajutorul tehnicilor de amelorare genetică moderne. Prin anii 60, oamenii de ştiinţă din fosta URSS şi SUA au încercat să creeze soiuri de grâu peren, dar plantele urmaşilor au fost sterile şi nu au livrat trăsăturile dorite. De atunci, cerecetătorii au studiat posibilitatea de a dobândi plante perene din părinţi anuali şi pereni folosind markeri moleculari legaţi de trăsăturile dorite (productivitate sporită, rezistenţa la boli, etc.) şi genele responsabile pentru acestea.
Tehnici precum CRISPR / Cas9, care pot edita, insera sau şterge cu exactitate gene în anumite locaţii, sunt luate în considerare pentru rolul lor posibil în transformarea culturilor anuale în culturi perene, dar rămân încă destule necunoscute. Andrew Paterson, şeful laboratorului de genomica plantelor de la Universitatea din Georgia, a studiat ani de zile dezvoltarea sorgului peren. Rezistenţa la secetă a acestei cereale o face atractivă, atât ca sursă de hrană cât şi pentru producţia de biomasă, iar o versiune perenă (obţinută spontan de două ori) ar putea fi un mare câştig pentru omenire.
Deocamdată, cercetătorii americani au identificat o parte din genele responsabile pentru perenialitate şi au oferit markeri ADN pentru a creşte precizia în procesul de ameliorare, însă nu este suficient. Se pare că trăsăturile perene sunt mult mai complicat de exprimat prin intermediul tehnicilor de inginerie genetică, dar mai mult ca sigur cineva va reuşi asta într-un viitor mai mult sau mai puţin îndepărtat.
