How can you use genetic engineering to grow crops in arid regions?

Further domesticate crops such as tef and fonio that are extremely drought tolerant so that they can grow in other regions, with transgenes that encode larger seeds that do not shatter and are machine harvestable. See the book: Genetic Glass Ceilings - Transgenics for Crop Biodiversity (Johns Hopkins University Press).

A mata nativa das regi?es áridas já s?o uma grande fonte de vegetais que possuem essa característica. A partir do estudo dela, muitos insights podem ser aproveitados.

A capacidade de regula??o osmótica por parte da planta, fica muito prejudicada com as altas temperaturas e o calor excessivo, expondo os vegetais a estresses abióticos e em seguida as torando susceptíveis aos bióticos também. Para tanto, a dissemina??o de tecnologia ainda é um processo longo de se vencer.

Vagaries of nature pronounced by climate change will motivate the introduction of genetically motivated strains, and also tempt the farmer to protect his produce with GM seed-based endeavours. The overall experience in earlier efforts at introduction has been mixed at best. Lets not forget that humanity, the species at large, and the plant kingdom have the ability, evidenced through history, to evolve and sustain themselves. Rushing into scientific modification has shown to be fraught with peril due to adverse collateral impact, especially when driven by the economic gains of the research community rather than farmer well-being or humanity at large. This road is indeed one strewn with live coals, and caution cannot be thrown to the winds.

Além da escassez a qualidade, as águas de regi?es áridas tendem a conter altas condutividade elétrica (CE). Aqui o desafio é além da evolu??o genética das plantas cultivadas, investir em equipamentos que possam melhorar a qualidade da água.

There are many known Bt genes that are off patent and have been safely used for decades that can be usded for transformation. Transgenes are well known that deal with viruses and used in papayas, and other for fungul pathogens. My favorite case is where a crop has been transformed with genes suppressing fungi both in crop and developing and stored seed along with genes suppressing mycotoxin synthesis by host induced gene silencing - see: Sharma KK, Pothana A, Prasad K, Shah D, Kaur J, Bhatnagar D, et al., Peanuts that keep aflatoxin at bay: a threshold that matters. Plant Biotechnology Journal 16: 1024-1033 (2018)

Aqui os bio insumos ganham cada vez mais protagonismo. A teoria da trofobiose diz que uma planta bem nutrida é uma planta mais saudável. Porém, recursos limitados dificultam muito esse trabalho. Trabalhar a resistência das plantas deve ser cada vez mais um objetivo primário. Investimento em P&D s?o de suma importancia. Legisla??o que favore?a e incentivo ao uso de Bio Insumos, s?o caminhos que podem somar progresso ao tema.

Ainda n?o chegamos ao patamar de atentar para a qualidade nutricional dos produtos agrícolas. Esse é um ponto que só será trabalhado de duas formas ao meu ver: Legisla??o que obrigue indicadores de qualidade; ou Press?o do mercado comprador. Assim, teremos que passar n?o apenas a produzir, mas também a promover qualidade nutricional aos produtos agrícolas.

Engineer whole gene clusters into single loci that encode whole pathways for missing vitamin biosyntheses by combinatorial biolistic transformation. See how this has been done in: Naqvi S, Zhu C, Farre G, Ramessar K, Basse L, Breitenbach J, et al., Transgenic multivitamin corn through biofortification of endosperm with three vitamins representing three distinct metabolic pathways. Proceedings of the National Academy of Science USA 106: 7762–7767 (2009). Zhu C, Naqvi S, Breitenbach J, Sandmann G, Christou P and Capell T, Combinatorial genetic transformation generates a library of metabolic phenotypes for the carotenoid pathway in maize. Proceedings of the National Academy of Science USA 105: 18232–18237 (2008).

New traits are of interest for the farmers if they can be used (cost effective). Does the new trait has a value for the farmer? There are varieties producing crops adapted to drought. They are better only when the water stress is present. But if there is no water stress the farmer must pay a plus for the new trait in the seed in prevention of that potential drought situation. Is it a business for the farmer? If a region has high salt content in the soil, then we must think in the "farmer mode" and produce a soybean resistant to salt? Or we must think in the way that nature is present and do business under that the natural situation. We should not think all the time in a farmer mode. Should we think of plants resistant to snow too?

Alguns países exigem ao comprar cereais que eles contenham níveis de amido, carboidratos e outros nutrientes especificados, com quantidades mínimas exigidas, isso vai além de apenas produzir, é produzir do ponto de vista nutricional, n?o empresarial ou mercadológico simples. Quando pensarmos em avan?ar a este ponto, preciso será um período de adapta??o, e muita pesquisa e assistência para alcan?ar esse patamar. Há também, uma necessidade de estrutura??o de todo o mercado, pois um arcabou?o estrutural é preciso para fomentar essa condi??o de produzir alimentos com base na exigência nutricional. Laboratórios, análises, manejo, materiais genéticos, produtos adequados, etc.