伊利诺伊大学的一个团队对马铃薯进行了工程改造，使其对全球变暖更具弹性，在热浪条件下，块茎质量增加了30%。这种适应可能会为依赖土豆的家庭提供更大的粮食安全，因为这些地区的气候变化往往已经影响了多个作物季节。伊利诺伊州实现提高光合效率（RIPE）科学项目经理Katherine Meacham Hensold说：
“如果我们要满足全球变暖导致产量降低风险最大的地区人口对食物的需求，我们需要生产能够承受更频繁和更强烈热浪事件的作物。”。“在我们的田间试验中观察到的块茎质量增加了30%，这表明有望改善光合作用，使作物适应气候变化。”Meacham Hensold领导了RIPE的这项工作，RIPE是一个国际研究项目，旨在通过开发更有效地将太阳能转化为食物的粮食作物来增加全球粮食获取。
挑战
光呼吸是一种光合过程，已被证明会使大豆、水稻和蔬菜作物的产量降低40%。当Rubisco与氧分子而不是二氧化碳反应时，就会发生光呼吸，在理想条件下，光呼吸发生率约为25%，但在高温下更为频繁。然后，植物必须使用大量的能量来代谢光呼吸（乙醇酸盐）引起的有毒副产品。本可以用于更大增长的能源。Meacham Hensold说：“光呼吸对植物来说是一项巨大的能源成本。”。
“当能量被转移到毒素代谢时，它会减少粮食生产。我们的目标是通过绕过植物最初的光呼吸途径来减少浪费的能量。”之前的RIPE团队成员已经证明，通过添加两个新基因，即乙醇酸脱氢酶和苹果酸合酶，来模拟植物的途径，可以提高光合效率。新的遗传学将代谢叶绿体中的毒素（乙醇酸盐），叶绿体是负责光合作用的叶室，而不需要将其转移到细胞的其他区域。
解决方案
这些节能推动了模型作物的增长，目前的团队希望这将转化为粮食作物质量的增加。他们不仅看到了差异，而且发表在《全球变化生物学》上的益处在热浪条件下增加了两倍，随着全球变暖的加剧，热浪条件变得越来越频繁和强烈。2022年田间季节开始三周后，当土豆仍处于早期营养生长阶段时，热浪使温度连续四天保持在95°F（35°C）以上，两次突破100°F（38°C）。
经过几天的缓解，气温再次飙升至接近100°。改性马铃薯没有在高温下枯萎，而是比对照组马铃薯多生长了30%的块茎，充分利用了它们增加的耐热性和光合效率。“这项研究的另一个重要特征是，我们的光合作用基因工程产生了这些产量的增加，对马铃薯的营养质量没有影响，”罗伯特·爱默生植物生物学和作物科学教授、RIPE项目副主任Don Ort说。“粮食安全不仅仅是可以产生的卡路里数量，我们还必须考虑食物的质量。”