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    为什么我们需要更快掌握更多有关小麦的信息

    2020-05-25 15:59 | 作者: 瑞士资讯 | 标签: 小麦

    如果当前的实验能够加快高抗性小麦品种的研发速度,那么我们可能又朝着没有饥饿和营养不良的世界迈进了一步。因此,瑞士研究人员正在努力开发一种基因指纹,以预测小麦产量和抗性。

    瑞士为国内外市场开发了57个不同的小麦品种,包括阿诺德(Arnold),洛伦佐(Lorenzo)和水手(Sailor)等。目录中的每个品种背后,都是瑞士植物育种专家10到15年的心血,但是新的高科技方法有望将这个过程缩短数年。

    有此进步确实是一大幸事,因为时间相当宝贵。小麦与水稻和玉米并列“三大作物”,占全球粮食消费的一半以上。但是这些作物正面临各种威胁:疾病、虫害和恶劣的天气条件等等,气候变化?;拐庑└好嬉蛩夭欢霞泳?。

    苏黎世联邦理工学院农作物科学教授阿奇姆·沃尔特(Achim Walter)表示,问题在于小麦作物的基因型(即小麦植物的遗传特性)很匮乏。

    “如果我们要养活全世界人口,就需要更多的作物品种,需要抗性更强的品种。此外,这些品种必须高质高产,?;に?,且需要尽可能少的化肥和杀虫剂。”

    不成功便成仁

    到2050年,全球人口预计将达到甚至超过100亿,并且三分之一的耕地将发生退化,因此风险相当高。联合国粮农组织表示,创新,尤其是在农业方面的创新,“是能够帮助实现没有饥饿和营养不良世界的核心驱动力”。

    利用传统和前沿科技进行作物育种是其中的一大创新领域,可以为实现更可持续的农业发展做出重大贡献。瑞士联邦食品科技农业研究所(Agroscope)的农作物育种负责人罗兰·彼得(Roland Peter)指出,瑞士已经具备先发优势。

    “在瑞士,我们一直在培育抗病品种方面付出了很多努力。这使规?;┮瞪谌鹗客乒憧?,农民无需喷洒农药。”

    如果作物的抗病虫害特性优良,那么减少农药用量不仅能帮农民增收,也有益于环境。

    大部分田间试验工作是由与Agroscope合作的一家小公司完成,地点在纳沙泰尔湖南岸平原的农村。在Agroscope育种计划中,瑞士种子生产商协会Swisssem下属的Delley种业作物公司(DSP)是小麦品种的共同所有人。

    品种选育

    育种者目前需要10到15年的时间才能完成一个新小麦品种的认证。同时,必须对现有品种进行监控,以使其性状年年保持稳定,即所谓的“保种”。 除小麦外,DSP公司还培育并销售大豆、玉米、饲料作物和蔬菜的种子。

    罗兰·彼得在Agroscope担任育种管理员的过程中,努力保持实验室与田间的信息畅通。他指出,传统育种方式和分子育种法已经被联合使用,有可能会缩短田间试验时间。“我们正在与苏黎世大学和苏黎世联邦理工学院等机构合作,致力于开发针对特定性状(例如抗病性)的分子标记物。这些标记物就像一面面小旗帜,能显示作物是否存在抗病性。然后我们可以将它们用于常规育种。”

    近期,Agroscope和苏黎世联邦理工学院正致力于研究基因组选择育种法。该技术仍属于常规育种技术,无需进行基因改造或“编辑”,而只是对作物的多个基因组位点进行测序,然后将结果与其他品种进行对比。

    “这样做的目的在于能够预测任何给定作物的性状。成千上万个标记物共同构建了作物的遗传学特征。如果我们可以将这些信息与我们的田间观察结果结合在一起,建立一个智能的统计模型,那么我们有望通过快速且低成本的基因指纹,预测任何作物的任何性状,并能够快速预测任何新品种的产量、品质和农学特性,而无需开展辛苦的田间试验,这能节省大量选育时间,简直像中了头彩一样。”

    第一轮应用的结果“非常振奋人心”。

    政治支持

    DSP的克里斯蒂安·奥赫斯安本注意到,近年来国际种业的兼并重组和私有化趋势十分明显。 “先正达/中国化工、拜耳作物科学、科迪华、丹农等大公司一直在收购小型种业公司。我们是一家独立且服务于瑞士市场需求的公司,近年来,这一角色越来越受到政治界的认可。”

    今年年初,瑞士政府提出2022-2025年新农业战略(多语)外部链接,旨在减少农业部门的环境影响。这项计划每年额外提供500万瑞郎(合人民币3’692万元)的资金,投向“具有战略意义的农作物育种项目,并用于设立和运行作物育种能力中心[网络]”。

    农作物培育部门的年产值超过40亿瑞郎。

    变革之风?

    放眼未来,Agroscope一直关注诸如基因组编辑等新型育种技术的发展,但是该技术目前被监管定义为转基因手段,2005年的全民公投结果导致瑞士转基因作物的田间种植被全面叫停。

    这些新型育种技术带来的作物与常规育种而成的作物之间的界限越来越模糊,欧洲以外的许多国家已经将其中一些育种方法列为常规技术,无需在农产品标签上专门强调作物的培育方式。

    欧盟委员会已经进行了一项政策研究,以确定这些新育种方法在欧洲的地位,从而引导未来的立法。研究结果将于明年发布。

    同时,瑞士专家继续在实验室、温室和田间测试这些新型育种技术原型所带来的机遇和环境风险。由于全面叫停转基因作物的田间种植,在2021年以前,田间试验只能在受?;さ氐憬?。明年该政策将迎来续期投票,届时瑞士人的立场似乎不太可能改变。

    来源:瑞士资讯

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