寻野生种子 为粮食“续命”

寻野生种子 为粮食“续命”
2019年12月16日 04:09 大洋网-广州日报

原标题:寻野生种子 为粮食“续命”

驯化作物的野生近亲种子

研究人员在野外历尽艰辛寻找野生作物种子。

  科技前沿

  全球种子库是世界上最大的种子库,拥有983500多个种子样本。万一灾难来袭,地球大多数植物的种子都被安全地锁在这个地下深处的保险库里——这是全球粮食安全的保险库。但是研究人员指出,许多种子库缺乏来自驯化作物的野生近亲种子,包括一些野生大米、扁豆、土豆和胡萝卜等,他们认为,世界粮食系统必须更适应气候变化,而这些作物的野生近亲可能在上述努力中发挥关键作用。面对极端的温度和干旱,一些驯化作物已开始难以为继,这些作物的野生近亲则可能掌握着增加它们抗逆性的基因钥匙。

  广州日报全媒体记者温俊华编译

  国际非营利组织农作物信托基金近日发布的一份报告称,过去6年,100多名科学家们前往25个国家寻找农作物的野生近亲物种,科学家总共从371种植物中采集了4600多份种子样本,其中许多是濒危植物,与28种全球重要农作物有关。

  即将离任的农作物信托基金会执行主任玛丽·哈加在一份新闻稿中说,“我们在追踪农作物的野生亲缘方面取得了令人难以置信的进展,它们可能是粮食生存的关键。但还有更多的工作要做,随着世界生物多样性面临的威胁越来越多,这项工作比以往任何时候都更加紧迫。”

  报告称,在6年的时间里,研究人员总共访问了25个国家,在野外探索了2973天,找到了28种主要农作物的371个野生亲缘,收集了4644份种子样本。这些作物包括野生香蕉、扁豆、鹰嘴豆、土豆、高粱和胡萝卜等。

  “探险不是在公园里散步。”农作物信托基金高级科学家和全球项目负责人汉内斯·德姆佩沃尔夫说:“他们有时很危险,体力也很吃力,要忍受高温和来自野生动物(从吸血水蛭到老虎)的威胁。”

  在尼泊尔,科研人员不得不乘大象去驱赶孟加拉虎和好斗的犀牛;在厄瓜多尔,科研人员第四次尝试寻找一种踪迹难寻的野生稻时,不得不穿上带金属尖头的塑料靴,以保护他们的腿不受毒蛇的侵害;在中美洲,科研人员找到了野生土豆、豆子和大米。  研究人员总共从12个国家收集了332份野生稻样本,他们还收集了来自马来西亚、尼泊尔和越南森林深处9种不同香蕉品种的131个样本。

  在过去,研究人员很容易就能找到野生香蕉。现在,他们必须深入东南亚正在消失的热带雨林,在猴子吃掉它们之前收集种子。

  人们今天吃的香蕉特别容易受到疾病的影响。自20世纪40年代以来,一种名为“巴拿马病”的真菌摧毁了无数香蕉种植园——今年8月,哥伦比亚当局宣布当地香蕉种植园进入紧急状态。  据农作物信托基金会的科学家称,香蕉的野生近亲可以帮助育种者培育出能够抵抗这种真菌和其他疾病以及干旱的品种。

  但是一些科学家希望找到的野生物种已经消失了,尽管农作物亲属的适应能力很强,但森林砍伐和城市发展正在破坏野生植物物种的栖息地,导致物种灭绝:在哥斯达黎加的一些田地里,研究人员曾经发现过野生稻,但现在这些地区有的已变成罗非鱼池塘,或已被夷为平地,以为甘蔗种植园腾出空间;在智利的莫尔地区,一场大火烧毁了4000公顷土地,其中包括一种野生大麦的栖息地。

  “收集到的种子晒干后,科学家们会对它们进行清洁,以清除不需要的灰尘和碎片。清洁是耗时最长的,然后是x光检查、计数、储存和种子发芽测试。”千禧年种子银行的种子收集经理珍妮特·特里说。

  已被添加到各地种子银行

  在收集到的4644份样本中,有一份胡萝卜“亲戚”样本在盐水中生长良好;一份野生燕麦“亲戚”样本被发现可以抗霉;还有很难找到的野生品种班巴拉花生。

  目前,收集到的种子样本已被添加到世界各地的多个种子银行,世界各地的农民都可以买到。

  加州大学戴维斯分校和其他研究机构的研究人员目前正致力于野生物种和家养物种的杂交繁殖,将野生的亲缘植物与驯化的同类植物杂交,可以帮助育种者培育出新的适应性强的作物品种,这些品种能够更好地适应极端温度和不可预测的气候。

  为什么需要野生近亲?

  培育新的“抗气候”品种

  全球种子库是世界上最大的种子库,拥有983500多个种子样本,农作物信托基金与挪威政府合作监管种子库。

  据该非营利组织称,世界上几乎每个国家的种子都被储存在那里,这个种子库是“世界粮食供应的最终保障”。

  科学家认为,一旦发生全球性灾难,世界各地的人们应该能够收回他们需要重新种植的作物种子。种子库还保存了现有粮食作物的遗传多样性,储存了人们能找到的尽可能多的植物品种。

  但据农作物信托基金研究员诺拉·卡斯塔内达-阿尔瓦雷斯称,其中一些种子库缺乏关键样本。

  诺拉·卡斯塔内达-阿尔瓦雷斯在一份新闻稿中说:“我们在全球粮食系统的盔甲上发现了漏洞:许多重要物种完全没有出现在这些藏品中,或者在其中的代表性严重不足。我们需要一个紧急救援任务,找到并保护尽可能多的农作物野生亲戚。”

  科学家们指出,随着气候变化改变降水模式并增加恶劣天气的频率和强度,为世界人口种植足够的粮食将变得更具挑战性。联合国政府间气候变化专门委员会最近一份报告的作者之一辛西娅·罗森茨威格说,风暴和热浪等极端天气事件是食品价格和食品安全的“触发器或压力倍增器”。

  更重要的是,大气中二氧化碳含量的增加降低了大米和小麦等主食的营养价值。研究表明,在二氧化碳浓度较高的环境中种植这些作物会降低它们的蛋白质、锌和铁的浓度。目前,76%的世界人口每天从植物中获取蛋白质,因此研究人员预计气候变化会引发全球粮食危机。

  根据农作物信托基金的说法,家养作物——通常是基因调整的结果——缺乏必要的基因构成来抵御热浪、极端温度和野火等恶劣条件。主要农作物的野生近亲通常比驯化的同类更耐寒。一些主要农作物的野生品种已经发展出了对高温和干旱的耐受性,以及保护它们免受病虫害的防御系统。

  “如果我们要养活不断增长的人口,我们需要让我们的粮食作物更有弹性。农作物的野生亲缘可以帮助育种者培育新的‘抗气候’品种。”农作物信托基金会执行主任哈加说。

  “我们需要保持遗传多样性,以改善这些作物,这样我们就可以为90亿人提供有营养的食物。”农作物信托基金的高级科学家和全球项目负责人德姆佩沃尔夫说。

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