DNA大米突破提出了綠色革命的希望
通過數(shù)千年的試驗和錯誤學習的水稻種植技術即將被DNA技術所推動,這一突破被科學家稱為潛在的第二次“綠色革命”。在接下來的幾年里,農(nóng)民們可以使用新的基因組測序技術,幫助抵消無數(shù)可能導致糧食生產(chǎn)減少的問題。利用菲律賓儲存的大量品種和最先進的中國技術,科學家們最近完成了對3000多種世界上最重要的水稻的DNA測序。
該項目的科學家告訴法新社,隨著大量數(shù)據(jù)庫的解鎖,水稻育種者將很快能夠更快地生產(chǎn)產(chǎn)量更高的品種,并且在壓力越來越大的情況下。夢寐以求的其他潛在新品種是對某些害蟲和疾病具有抗性的品種,或者包含更多營養(yǎng)素和維生素的品種。
菲律賓國際水稻研究所(IRRI)的美國生物化學家Kenneth McNally說:“這將有助于加強食用稻米的食品安全。”自幾千年前稻米首次馴化以來,農(nóng)民通過各種種植技術提高了產(chǎn)量。在過去的一個世紀中,育種者具有孤立的特征,例如高產(chǎn)和抗病性,然后通過雜交育種發(fā)育它們。
然而,他們并不知道哪些基因控制了哪些特性,使得大部分努力都需要長時間的猜測。
該項目涉及的科學家告訴法新社,分子遺傳學的最新突破有望加快這一過程,消除了大部分的謎團。
現(xiàn)在可以預期更好的水稻品種可以在不到三年的時間內(nèi)開發(fā)并傳遞給農(nóng)民手中,相比之下,沒有DNA測序指導的水稻品種為12。
基因組測序涉及解碼DNA,所有活細胞和生物的遺傳物質(zhì)。這個過程大致與解決由數(shù)十億個微觀碎片組成的巨型拼圖相比。一個跨國團隊主要在中國進行了為期四年的DNA解碼項目,BGI是世界上最大的基因組測序公司。
來自樣本的葉子組織主要來自IRRI的127,000個品種的基因庫,由McNally的團隊在位于馬尼拉南部郊區(qū)附近的Los Banos的實驗室進行研磨,然后運送進行測序。
IRRI成立于1960年,是一家非營利性研究機構,與政府合作開發(fā)先進的谷物品種。
對大米的威脅
農(nóng)民和育種者將需要新的DNA工具,科學家們痛苦地說這不是基因改造,因為21世紀預計水稻種植面臨的壓力越來越大。雖然將有更多的土地供養(yǎng),但由于農(nóng)場被轉換為城市發(fā)展,被海平面上升或轉化為其他作物而被破壞,預計可用于種植的土地將減少。
隨著氣候變化,預計稻田破壞洪水,干旱和風暴也會惡化。與此同時,進化以抵抗除草劑和殺蟲劑的病蟲害將更難以殺死。
對于種植水稻至關重要的淡水預計將成為世界許多地區(qū)日益稀缺的商品。
隨著科學家們開發(fā)出利用水稻基因組數(shù)據(jù)庫的全部優(yōu)勢所必需的工具,人們希望可以開發(fā)新品種來解決所有這些問題。
俄羅斯生物分析專家和IRRI團隊成員尼古拉亞歷山德羅夫說:“從本質(zhì)上講,你將能夠在抗旱性,抗病能力,高產(chǎn)量等方面設計出你想要的水稻特性。”食品革命
該項目背后的科學家希望它將導致第二次“ 綠色革命 ”。
第一次開始于20世紀60年代,因為小麥和大米的高產(chǎn)品種的開發(fā)被認為可以防止全球大規(guī)模的全球糧食短缺。
生產(chǎn)更多食物的巨大飛躍涉及不相關品種的雜交育種,以生產(chǎn)出生長速度更快,產(chǎn)量更高的新品種,主要是因為能夠更好地應對肥料。
但早期努力的巨大成果,使美國遺傳學家諾曼博洛格在1970年獲得諾貝爾和平獎,從此達到了一個平臺。盡管DNA突破已經(jīng)產(chǎn)生了很多樂觀,但IRRI科學家警告說,它不是所有水稻生長問題的靈丹妙藥,并且認為基因改造也是必要的。
他們還警告說,政府仍然需要實施正確的政策,例如土地和水的使用。
IRRI的一個關鍵優(yōu)先事項是將更多的營養(yǎng)素包裝到大米中,將其轉化為一種工具,以對抗與貧窮國家飲食不足以及較富裕國家的生活方式疾病相關的疾病。
“我們有興趣了解營養(yǎng)價值......我們正在研究富含微量營養(yǎng)素的問題,”IRRI糧食質(zhì)量和營養(yǎng)中心的印度負責人Nese Sreenivasulu告訴法新社。
Nese認為,影響數(shù)億人的2型糖尿病可以通過育種特定品種的大米來檢查,這些大米在烹飪時會更慢地將糖釋放到血液中。
IRRI的科學家們也希望能夠培育含鋅量較高的水稻品種,這可以防止在吃東南亞的大米食品中發(fā)育遲緩和死亡。
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