大气中二氧化碳（CO2）水平的上升，专家预测可能会导致更多的干旱和更高的温度。尽管这些天气变化会对许多植物的生长产生负面影响，但增加的CO2可用性实际上可能是有益的，因为植物通过光合作用利用这种温室气体制造食物。现在，研究人员在《美国化学学会》杂志的《农业与食品化学期刊》上报告说，更高的CO2水平可能会增加小麦产量，但会略微降低其营养价值。
小麦是世界上最重要的作物之一；其面粉被用作面包、意大利面和糕点等多种食品的主要成分。此前，科学家已经表明，升高的CO2可以在牺牲谷物质量特征如氮和蛋白质含量的情况下增加小麦产量。然而，科学家们还不知道在小麦发育的不同阶段可能发生的谷物质量变化的全部范围，以及背后的生化机制。Iker Aranjuelo和他的同事们想研究在谷物形成和成熟期间，升高的CO2对小麦产量、质量和代谢的影响。
研究人员在正常（400百万分比；ppm）或升高的（700 ppm）CO2浓度下在温室中种植小麦。该团队发现，在升高的CO2水平下种植的小麦显示出成熟的谷物产量高出104%。然而，在这些条件下，谷物的氮含量降低了0.5%，蛋白质含量和游离氨基酸也有小幅下降。研究人员使用气相色谱-质谱法分析了不同发育阶段谷物的代谢变化。在其他变化中，升高的CO2在谷物形成和成熟期间改变了某些含氮氨基酸的水平。
尽管他们检测到的代谢变化对最终谷物质量的影响不大，但研究人员表示，这些影响可能会被植物环境中的其他变化放大，如氮可用性有限或干旱条件。