2050年,全球小麥需求增長50%,轉基因解決糧食危機的法寶?


2050年,全球小麥需求增長50%,轉基因解決糧食危機的法寶?

英國研究團隊,經過對全球小麥產量及消耗量的數據分析,得出重要結論,到2050年,小麥的需求將至少增長50%。

小麥不僅是目前世界上種植量最大的作物之一,也是全球消耗量最大的作物之一。它已經成為許多國家人們飲食中的主食。由於2050年前對小麥的需求將至少增加50%,全球經濟正集中精力提高作物產量和質量。各國已啟動了長期計劃,以提高產量,應對耕種者在土地利用上面臨的挑戰,確保小麥能擁有最佳產量。

同時各國的重點還放在開發抗病品種上,這些品種可以在惡劣的氣候條件下種植,並提高存活率。另一個需要解決的主要挑戰是,在確保可持續性的同時,保護產量潛力免受生物和非生物脅迫因素的影響。

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各國之間加強聯合研究活動以促進上述領域的合作協定有所增加。墨西哥國際玉米和小麥改良中心(CIMMYT)與德國朱利葉斯庫恩研究所(JKI)和中國江蘇農業科學院(JAAS)等研究所建立夥伴關係的意圖,目的加強對抗病耐逆小麥的聯合研究,建立新的鐮刀菌赤黴病(FHB)篩選設施,是全球合作伙伴關係和合作協議日益受到重視的例子。

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關注基因組選擇:時不我待

目前普遍採用的增產措施傾向於改進耕作,優化氮肥、除草劑、肥料和殺菌劑的使用。然而,隨著殺菌劑和肥料使用法規的收緊以及預期需求的增加,迫切需要加快研發工作,將重點放在提高生產率和產量質量上。

各種研究機構和公司已經實施了育種方案,其中產量和質量的遺傳增益是方案的兩個主要重點。然而,這些方案的成功率取決於對所產生的基因型的評估,也取決於使用"親本"菌株進行的雜交選擇。雖然目前的育種計劃可以滿足目前的要求,但仍需加以改進,以確保滿足未來的要求。


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基因組選擇可以進一步促進性狀的準確選擇,縮短週期和收穫時間,加速急需性狀的形成。然而,在目前的情況下,實際執行仍處於初級階段。缺乏對育種家和栽培者所看到的各種性狀的基因組可預測性進行全面評估的相關信息,以及高昂的成本,是研發項目大規模實施基因組選擇的關鍵制約因素。然而,國際玉米和小麥改良中心(CIMMYT)等機構對小麥表型進行的研究和全球試驗以及國際小麥基因組測序聯盟對面包小麥的參考序列(RefSeq v.1.0)19的結果可以作為正在進行和未來研究工作的路線圖。

英國羅瑟姆斯特德研究所植物科學系的Senapati等人的一項研究表明,根據作物生理學設計的作物表意類型知識以及對其在目標環境中的表現的評估,可能有助於在氣候變化下培育具有高產潛力的作物。SDSU生物和微生物學系的研究人員與美國愛荷華州的研究人員之間的另一項合作努力強調了CRISPR編輯工具可能用於調控或允許一種敲除負調控基因,該基因以水稻基因組為模型,控制麵包小麥的粒徑和重量。

轉基因作物:能否成為現實?

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人們也越來越關注轉基因作物的開發,這種作物有可能減輕非生物脅迫因素及其對產量、質量和生產力的不利影響。雖然許多專家意識到這些作物在提高生產力方面的潛力,但仍沒有明確的時間表可以設想其商業化。關鍵的瓶頸是無法將成功的試驗從受控環境轉移到現場。大多數轉基因研究都集中在單一品質的改良上,這會在考慮各種環境因素的情況下對田間的成功率產生不利影響。

因此,認真選擇基因和農藝氣候條件是必要的。此外,在設計育種方案時,應考慮到在田間試驗期間轉基因可能存在潛在變異的事實。通過在育種前和育種計劃中仔細評估基因型,並考慮生物和非生物因素的影響,這些因素有助於提高轉基因研究的成功率,特別是對於發展抗病抗旱品種和提高糧食生長率。利用大數據與遙感數據相結合,有助於實現這一目標,也有助於促進精準農業實踐和有效的現場管理。

結論:

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採用綜合方法持續監測各領域的生產率和產量,並預測年變化率,有助於收集數據,確保試驗成功,並有可能減少商業化障礙。

價值鏈各利益相關者之間的協調國際合作和研究,在確保正在進行和未來的研究活動取得成功、為更順利的實地試驗鋪平道路方面,可以起到很大的作用,更好地採用綜合方法繪製和評估產量,同時彌合種植者和其他利益相關者之間的信息傳播差距。


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