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基因库为粮食安全提供重要保障

来源:新华社 2009-11-06 13:25

在东南亚,水灾多发地区的农民每年因为农作物被淹而损失数百万吨稻谷。这种沉重的损失也许很快就会成为历史:国际水稻研究所和加利福尼亚大学的科研人员发现了一种基因,携带这种基因的水稻可以在完全没入水中的情况下存活两周时间。抗涝水稻是从该研究所储存的11万种稻种中发现的。

遗传多样性严重受损

若不是从国际水稻研究所的种子库里发现了这种深藏的遗传多样性,就不会有抗涝水稻这回事了。全球农业现在面临新挑战——气候变化以及对以往防治方法产生抵抗力的病虫害。在这种情况下,这样的基因库可能越来越有价值。好在世界各地有1000多家与国际水稻研究所类似的组织,对作物基因进行登记造册和保存。大多数粮食作物都有各自的种子库,用于存放样本,包括地方品种、野生近缘物种以及稀有品种、古代品种和在特定环境下生长的品种。有了这些种子库,未来就可以培育出新的品种。

建立这些植物库的必要性源于现代农业实践,现代农业将农民以往丰富的农作物种类减少到有限的品种。联合国粮食及农业组织说,过去一个世纪里,粮食作物的多样性已经损失了75%。全球的产粮作物有3万多种,但人类种植的粮食作物仅200种。我们从膳食中摄取的植物性热量中有60%来自小麦、稻谷和玉米。

许多作物品种内部的遗传多样性也有损失。以小麦为例,世界上许多地方的小麦只剩下几个品种。这些品种能够选中是因为它们产量高、抗病能力强、粮食品质高。但另一方面,这几个品种大范围种植意味着只要一种致命性的病虫害就可能导致全国大部分地区的小麦染病。

冷门研究提供保障

另一个令人担心的问题是现代农业品种都是基于某些假设条件——气候稳定、水源充足和化肥使用——而选出来的,而这些条件未必一成不变。研究不受欢迎品种的科研人员为人类的粮食供应提供了重要的保障。华盛顿州立大学植物遗传学家斯蒂芬斯·琼斯对1840年以来北美西北部太平洋沿岸地区种过的163种重要小麦品种都进行了种植。其中多数品种存在严重缺陷,比如产量低或者抗病力低,因而不适合大规模种植。但这些品种也不乏好的性状(比如能够在贫瘠的土壤中生长),可以将这些性状融合到其他品种中。

有些研究甚至从早期农业时代入手。国际水稻研究所所长、植物病理学家罗伯特·齐格勒说,“我们已经知道小麦”约1万年前“是由哪三种野草演化而来的”。

“现在我们用这几个物种重新杂交,进行重新驯化,看看能出现什么样的小麦”。

这种多样性研究已经培育出抗病品系,确认出在高浓度二氧化碳环境下生长力强劲的作物,并找到实现分布多样性的新方法。研究人员发现,在同一农场中将一种作物的几个品种种在彼此相邻的地块上有很大好处。得克萨斯农机大学农业生命科学研究中心负责人特德·威尔逊说:“将抗病虫害基因不同的品种种在一起可以降低病菌的蔓延速度,甚至可以遏制虫害。”

齐格勒担心满足于现状是农业面临的最大的威胁之一:在世界许多地方,旨在增加多样性和保护粮食供应的项目都不大受重视。他说:“当代人决不认为农作物减产是造成饥荒的原因。人们想当然地认为我们有足够的粮食。”(生物谷Bioon.com)

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