高彩霞等学者发表综述,阐述新技术给育种带来的变革-资讯-知识分子

高彩霞等学者发表综述,阐述新技术给育种带来的变革

2019/06/19
导读
上百亿人口的吃饭问题,是摆在全人类面前的巨大挑战,而科技无疑是最强有力的武器。

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图片来源Science


撰文 | 何东明

责编 | 叶水送


  


地球已激增至上百亿人口,如何解决这庞大人口的温饱问题?是我们当前要解决的人类迫在眉睫的巨大挑战。

近日,《自然·生物技术》刊发了一篇综述,分析了如何通过多种技术实现作物的高效低成本的快速育种speed breeding以提高产量改进品质, 显示了科技的强大力量。


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绘图来自程莉

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人类作物培育的发展史,图片截自自然生物技术


在人类漫长的发展过程中,通过驯化与杂交、授粉、嫁接等手段,获得了水稻、小麦、玉米等主粮作物,人类对天然优良性状进行简单的反复多代留选,获得一些有高产等性状的品系,不过这些都是靠天吃饭,随着人类对作物生长规律的科学知识累积与技术进步,如大棚种植、分子克隆、基因工程,再到高通量测序、基因编辑等许多技术,使高产优质作物高产、抗虫害、抗盐碱逆性、高营养等的选育,进入了一个全新的快速发展阶段。


快速育种有广阔的发展前景。通过提供良好的生长环境人工关照、温湿度等,加速光合作用和开花进程,且提早收获种子以缩短培育时间。与传统选育相比,快速育种可广泛应用于多个不同品种,且可显著降低成本如不需大面积的室外试验田)。结合经典的杂交,现代高通量分子标记、表型分类、基因编辑等技术,快速育种可显著加快优质性状的交叉与组合。


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基因编辑技术显著加速作物育种,图片截自自然生物技术


2017年,美国冷泉港实验室的科学家就通过结合多种技术,快速培育出高产好味道的番茄新品种。通过快速育种,加快谷物休眠基因的集聚以产生高蛋白的小麦粒,研发出第一个春小麦品种DS Faraday。除此之外,经典的抗棉铃虫转基因棉花等经济作物的培育可显著减少农药使用,半矮化基因SD1育种的水稻掀起的第一次绿色革命带来全球水稻小麦产量翻一番。


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种植转基因玉米能大大减少杀虫剂的使用量,图片来源Science


科技一直在不断推动社会发展,而如今的全基因组选育、精准基因编辑技术能快速培育更多的高抗逆性、高产、高品质的优良作物,为人类解决粮食安全问题提供了强有力的支持。


参考资料

Breeding crops to feed 10 billion, Nature Biotechnology. https://doi.org/10.1038/s41587-019-0152-9.

作物驯化一万年:从驯化、转基因到分子设计育种-深度-知识分子 http://www.zhishifenzi.com/depth/depth/4955.html

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1 条评论
评论
  • 何东明 2019/07/04

    上百亿人口的吃饭问题,是摆在全人类面前的巨大挑战,而科技无疑是最强有力的武器。由靠天吃饭,到随着人类对作物生长规律的科学知识累积与技术进步,

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