人类活动目前每年向大气中排放约90亿吨碳。陆地和海洋中的光合生物通过自然吸收二氧化碳来吸收其中的约50亿吨，剩下的部分则需要人类来处理。但是，无论有多少碳，捕获并防止其重新进入大气层都是一项巨大的工程挑战；即使是当今最好的技术，其捕获大气中碳的效率也比光合作用低几个数量级。
发表在10月刊《生物科学》上的一项新分析表明，到2050年，人类可以通过种植经过基因工程优化的植物和树木来抵消每年排放的50亿到80亿吨碳，这些植物和树木既可用于燃料生产，又可用于碳封存。
劳伦斯伯克利国家实验室地球科学部高级研究员、主要作者克里斯特·詹森表示，生物能源作物为减缓大气中的二氧化碳提供了两种不同的途径。首先，它们是一种碳中和能源，可以抵消化石燃料的燃烧。其次，“如果它们是合适的植物，它们有机会将大量的碳转移到地下进行长期封存，”他说。
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植物吸收二氧化碳并将碳储存在其生物质中。碳可以在地上的叶子、茎、枝条、种子和花朵中停留数十年或数百年，而分配到地下根系的碳更容易转移到土壤中，在那里可以封存数千年。因此，理想的生物能源植物既能产生大量地上生物质用于燃料，又能拥有发达的根系。初步研究表明，可以采用基因工程方法来增强这两种特性。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的作物科学教授斯蒂芬·P·朗（未参与该研究）表示，利用基因改造来增强光合作用，从而提高生物质产量是一种可行的方法。朗指出，经过简单的改造（也适用于其他植物）的转基因烟草植物已经显示出更高的生产力。“我们现在所处的位置是，我们肯定已经掌握了足够的知识来进行许多这些改变，”他说。
同时，关于诱导植物将更多碳分配到根系的问题，詹森表示，多年生植物和一年生植物之间的重要区别是一个很好的起点。“多年生植物比一年生植物更有效地将碳隐藏在地下，”他说。这是因为一年生植物（构成世界上大部分粮食作物）在生产种子、茎和叶子上花费的能量比在构建根系上多得多。另一方面，像柳枝稷和芒草这样的多年生植物具有更发达的根系，这是因为它们在一年中的一部分时间处于休眠状态，然后必须从根部重新生长。
虽然想象一种既能产生大量地上生物质，又拥有大型碳封存根系的生物能源或粮食作物可能令人兴奋，但研究这一目标是否现实仍处于早期阶段。“多年生性是一种复杂的性状，”詹森说。他认为，修改多年生植物使其具有理想的一年生植物特征可能更容易，而不是反过来，但现在下结论还为时过早。
在短期内，詹森相信科学可以改造植物，使其更具耐旱性和耐盐性。可以用盐水或微咸水（如工业废水或海水）维持的作物将有助于保护淡水供应。“这些是需要引入食品和生物能源作物的重要特性，”詹森说，并补充说，“我们将比增强光合作用或具有一年生植物特征的多年生植物和/或反之亦然更快地看到这一点。”
作者强调，基因工程不应被视为万能药，而应视为更大规模育种工作的一部分。此外，詹森说，“一个问题是我们提到的不同方面——提高光合作用、提高生物能源作物的产量以及将更多碳放入根系中——是高度相互关联的，因此不一定是叠加的。”例如，修改植物以生长更多根可能会减少地上生物质的产量。同样，这方面的研究还处于初步阶段，无法得出结论。
马里兰州学院公园联合全球变化研究所研究气候变化和土地利用的艾莉森·汤姆森也表示，在解读该研究的预测时需要谨慎。她说，这些预测在原则上很有价值，但也基于许多关于未来经济状况、土地可用性以及生物能源在未来更大能源战略中的作用的假设。例如，她说，“如果你不考虑其他可用的能源以及它们排放多少，你就无法真正说出我们将使用多少生物能源。”此外，她指出，是否存在碳定价（目前很难考虑在内）将在未来能源情景中发挥重要作用。
同样重要的是要考虑与日益增长的粮食需求相关的潜在土地利用问题。“当我们进行建模时，这是你不能忽视的一个需求，”汤姆森说。“人们在想要生物能源之前先要吃饭。”
除了所有未知因素外，还存在关于转基因生物的现有监管政策，这会带来高昂的合规成本，从而难以评估论文中讨论的想法是否都可行，朗说：“这一切的瓶颈和障碍实际上是，‘你如何将转基因技术推广出去，并满足所有监管要求和成本？’”