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重新启动50年的植物建议,解决自然最大的挑战之一

2021-12-02 14:50:05来源:

Linum Bienne是相对于栽培亚麻最接近的。

来自朴茨茅斯大学和皇家植物园的科学家,Kew,已经提出了一种方案来帮助世界各地的种植育种者和农民以更可持续的方式种植作物。

新的清单发表在林尼社会的植物学杂志中,将导致植物育种者更好地了解他们正在努力改进的物种。它还可以帮助他们找到利用它们曾经驯化的野生植物种类增加作物的增长和产量的方法。

由于作物生产者面临的全球变暖挑战,养殖技术的改变紧急和危急。被选中并养育以适应某些气候的植物,现在需要损害他们成长的环境的人类的更多帮助。

研究作者Rocio Perez-Barrales博士,朴茨茅斯大学生物科学学院的高级讲师,高级讲师,说:“当人类首先驯化作物时,气候和环境完全不同 - 我们在过去50年中看到的是气候的快速变化。世界现在经常面临灾难性的气候事件,如干旱和英国,我们现在看到一些庄稼比以前更早收获了一个月。

“当植物驯化时,它们是人工选择特定理想的特质。人工选择和农业导致了肉类,牛奶和水果等食物的质量改进。然而,超过数百年,对这一过程产生了负面影响 - 降低植物遗传界。

“科学家认为遗传普遍性对植物来应对环境变化很重要。这导致选择使用诸如使用杀虫剂的人工过程来保护作物免受害虫。植物育种者的替代方案是使用野生作物亲属,并利用这些物种的自然遗传变异,这些物种可以保护它们免受自然敌人。

“气候变化正在改变作物的行为方式。作物损失了如此多的遗传界,它们不太能够适应和响应气候变化。科学家现在正在看狂野的作物亲属,看看可以改善哪些特征,以使农作物更好地适应当前的环境挑战。“

Linum Narbonense - 一个远亲的亲戚。

研究人员重新访问了50年前已经过时的指导方针。他们使用这种分类作为提供一种新方法改进作物的基础,而不会摧毁世界上剩下的很少少量的自然环境来增长食物。

Perez-Barrales博士解释说:“有些作物只有一些密切相关的物种,而其他作物则可能有一百左右。例如,亚麻籽有超过150个相关的物种,挑战是我们如何选择相关的特征和野生亲属?在回答这个问题时,我们意识到我们需要从物种的生物学中学习更多信息,只能通过使用最新科学开发的现代分类来完成。在1970年代初开发的分类需要更新,并生效重新启动,以整合这种现代信息。“

这种作物育种者的新工具集依赖于确定要​​探索哪种狂野的作物,以改善作物。Perez-Barrales博士说:“例如,可能需要在不同纬度的国家延长亚麻籽。Linseed(Linum Usitatissimum)在10,000年前在中东驯化了驯化,我们可以在英国长大,因为它自然来自淡蓝色亚麻,Linum Bienne的基因,允许作物在北部和较冷的环境中生长。我的研究看着野生Linum物种开花的自然变化,看看我们是否可以用它来改善亚麻籽。这样可以选择合适的基因并将植物育种者定期进行的作物引入和引入作物中。这些新的准则将帮助植物育种者变得更加可持续和高效。我们相信这是农业的未来。“

本文建议植物育种者准则选择一种正确的物种来改善作物。指南包括:

为了了解物种(遗传距离)之间的遗传持续性,并确定目标物种的程度如何。这相当于人类植物学,因此您与兄弟姐妹比表兄弟更密切相关。仔细涉及更好的是,因为遗传障碍将有更少的遗传障碍。在物种之间存在遗传兼容性。这包括了解染色体数字的变化。对于两种成功交叉的植物物种,他们需要具有相同数量的染色体。与人类一样,如果染色体的数量与染色体的数量不匹配,则会在繁殖中存在问题。然而,植物可以具有非常不同的染色体数字,从14到100多个。重要的是要理解染色体变异,所以我们可以了解他们的兼容性。要收集授粉生物学,繁殖的所有信息,以及避免近亲繁殖的机制。植物可以防止自我授粉和近亲繁殖,因此花的花粉不会从同一朵花中施肥胚珠。就像动物一样,近亲繁殖会导致遗传疾病。但避免自行的机制可以在作物和野生相对之间产生障碍,使得难以创建可以测试的新杂种以验证新改善的作物

胡安维尔纽博士来自凯威花园说:“在这项研究中,我们建议植物育种者使用系统发育距离度量,细胞遗传学兼容性数据(例如,染色体数量和倍数)以及育种系统的信息,以植物育种计划的繁殖野生物种。”通过这些信息,我们可以更好地选择野生物种来改善我们的作物。它是植物育种者的宝贵清单,并以更可持续的方式帮助生产作物。“

参考:“农作物野生植物(CWPS):系统发育距离,细胞遗传学兼容性和育种系统数据能够估算作物野生相对基因池分类”,由Juan Veruel,Michael B Kantar,Roberta Gargiulo,Peri Hesketh-Prichard,Nathan Leong,Christopher Cockel,Félix估算森林,芭芭拉雷丁ear,罗伊奥巴雷兹 - 巴拉利,伊利亚·勒奇和保罗威尔金,9月10日9月10日,林尼社会植物学杂志.DO:
10.1093 / Botlinnean / Boaa064