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種子銀行含藏著解決未來糧食問題的關鍵

印度米混合著野生稻米。野生品種不只可以讓我們的飲食添加風味,他們所攜帶的基因很可能也含藏著解決未來糧食問題的關鍵。圖片來源:維基百科

為了跟上人口和收入增加的速度,研究人員估計,糧食供應必須在未來25年增加一倍。但是考慮到我們目前面對的氣候變化、土壤退化、水和土地的短缺等等問題時,要解決未來糧食需求的關鍵可能不止要靠遺傳學和植物育種的進步,還要再加上儲存在種子銀行中的多樣的植物種源來幫忙了。

怎麼說呢?世界上的開花植物有大約三十萬種,但人類熱量所需的八成來自於其中只有少於一打的種類。考慮到未來可預見的糧食危機,美國康乃爾大學植物遺傳學家蘇珊McCouch等人在7月4日的《自然》期刊中提出,人們需要再仔細的看看那些尚未被採用的植物。

McCouch說:「基因銀行持有數十萬種植物的種子和組織培養材料,這些都是由農田以及野生種群收集來的;它們可以提供植物育種者創建未來作物所需的原料。」。

「例如,過去植物育種者在篩選了超過6000個品種後,找到了一種野生的水稻Oryza nivara;將這種水稻與栽培種雜交後,產生了可以抵抗grassy stunt virus disease(水稻草狀矮化病)的新品種,而這種新品種在過去36年來廣泛的種植於亞洲。同樣在1997年,引進來自野生種源的基因,用以提升農作物對於環境的耐受力以及對害蟲的抵抗力,也為全世界省下/賺進了115億元。」

「雖然種子易於在世界各地的1,700個基因庫取得,但是它們並沒有在植物育種中充分發揮潛力。」McCouch說。

目前,因為缺乏相關基因以及它們所賦予的特質的資訊,使得育種者難以利用種子銀行內含藏的豐沛的遺傳資源。由於識別遺傳資源所需要的時間和精力很多,McCouch提出三點:

1. 針對種子銀行中的收藏進行一個大規模的基因定序,並評估這些植物的表現型(phenotype)建檔,以便開始預測它在農田裡的表現。

2. 進行大量的表現型的評估,不僅針對基因銀行的收藏,也包含了在地農作物與野生種和外國品種雜交後的子代,以找尋能適應本地環境的新品種。

3. 開發交流平台,促成各基因庫、農學家和育種專家之間進行國際間資料的彙整與交流。

這樣一個全球遺傳資源合作系統,根據McCouch估計成本每年約2億美元。

McCouch說:「這是很有價值的投資,考慮到光是在瑞士日內瓦附近的歐洲核子研究中心的大型強子對撞機運行每年就要花1億美元,而一架戰鬥機的造價也高達1.8億美元呢!」

參考文獻:
To feed the future, we must mine the wealth of the world’s seed banks today, experts argue

關於作者

葉綠舒

做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。