展望未來 50 年,馬鈴薯研究人員和農民對在氣候變化壓力下生產足夠的糧食深感擔憂。 然而,馬鈴薯“家族”中存在一個潛在的解決方案。
馬鈴薯的作物野生近緣種與我們種植和消費的馬鈴薯有遺傳相關性,它們含有寶貴的性狀,可以融入消費品種中,以幫助確保可靠的產量和高質量的馬鈴薯,從而支持糧食和營養安全。 雖然許多作物近緣植物不可食用,但它們的寶貴特性意味著我們應該保留這種多樣性,以供將來用於加強我們的糧食系統。
由於這些原因, 作物信託 和 國際馬鈴薯中心 (CIP)最近主辦了“在預育中使用馬鈴薯野生近緣種”討論作物野生近緣種的工作現狀以及如何利用這些重要的馬鈴薯品種來支持全球糧食系統。 為期兩天的小組包括來自私營和公共部門的各種研究人員,他們共同努力確保糧食生產與全球人口增長保持同步。
研討會的及時性和重要性為所有演講提供了一個貫穿始終的主題。 本傑明·基利安 (Benjamin Kilian),全球多樣性作物信託基金植物遺傳資源高級科學家和 作物野生近緣種 (CWR) 項目,說氣候變化迫使育種者尋找所有可能的來源,包括作物野生近緣種,以創造可以在更具挑戰性的條件下生長的新作物品種。
“CWR 項目已在 4,500 個國家收集了 24 多個農作物野生近緣種樣本。 僅在秘魯,我們的合作夥伴就收集了約 300 個野生馬鈴薯樣本,用於未來的作物改良和食品。 現在必須繁殖和保護這些珍貴的植物,以供更廣泛的用途。”
CWR 項目是一個真正獨特的長期全球糧食系統,旨在縮小保存和保護作物野生近緣種的基因庫與使用它們的育種者和農民之間的差距。 它支持 19 個國家的 19 個預育種合作夥伴關係(50 種作物),並與 100 多個合作夥伴組織合作。
“我們很自豪能夠支持 CIP 主導的馬鈴薯預育和評估項目,”Kilian 說,並補充說該項目自 2013 年底以來一直支持該馬鈴薯預育和評估項目。
CIP 作物改良部門負責人 Hannele Lindqvist-Kreuze 贊同 Kilian 的觀點,稱氣候變化的步伐加快意味著育種者需要找到加速新品種開發的方法。
“新出現的病蟲害和非生物脅迫將繼續影響馬鈴薯生產。 雖然使用作物野生近緣種對我們來說是一種關鍵方法,但將性狀疊加並將其構建成新品種的過程是一個漫長的過程,我們必須解決使馬鈴薯育種複雜化的瓶頸。”
尤其是品種開發的“預育”階段,時間長且成本高。 開幕小組不僅關注加速預育種的案例研究,還關注與農民合作的重要過程,以確保科學家開發出具有男性和女性、農民和消費者想要的特性的品種。
CIP 的馬鈴薯育種員蒂亞戈·門德斯 (Thiago Mendes) 介紹了他的團隊如何根據農民想要的抗晚疫病和青枯病特性來選擇預育種材料。 迄今為止,他們已經開始使用 12 種表現出這些特徵的野生近緣種。 門德斯說,這些品種與傳統馬鈴薯雜交的早期回報令人鼓舞,他的團隊現在將專注於記錄他們的過程,並準備最佳選擇,作為品種發布,與世界各地的育種者分享。
育種過程的另一邊是農民和消費者,他們將購買這些改良品種。 如果生產出抗病性好但難煮或味道不好的新品種,農民根本不會種植它們,育種工作也白費了。
瑪麗亞·斯庫拉 (Maria Scurrah) 是一位植物育種家 亞納派集團 在秘魯,他與農民進行了多次選擇試驗,以確保育種者了解農民想要什麼特徵。
“參與式品種選擇讓 [農民] 在這個過程中感到有能力。 這確保他們將成為最先獲得新種子並傳播有關改良品種的消息的人之一。 這種口耳相傳有助於提高采用率。”
在 CIP 和 波蘭植物育種和馴化研究所 (IHAR),育種者正專注於改善他們對預育種質的使用,以開發適合他們服務的農民的品種。
諾瑪·曼里克 (Norma Manrique) 是該領域的副科學家 CIP基因庫 誰致力於保存、記錄和分發包含新品種預育性狀的種質。 她說,種質的分配是利用 多邊系統標準材料轉讓協議 提供全球和公平的遺傳資源獲取途徑。
IHAR 是從《植物條約》中受益的一位受援國。 研究員 Paulina Smyda-Dajmund 解釋了她的組織如何使用種質樣本來開髮用於培育新品種的親本系。
“在波蘭,晚疫病和一些本地害蟲是我們最大的挑戰。 迄今為止,自 1960 年代以來,我們已經為波蘭農民開發了 72 個品種,以幫助最大限度地減少這些挑戰的影響。”
為了解在常規馬鈴薯育種中使用 CWR 所面臨的挑戰奠定了重要基礎,第 2 天的重點是私營和公共部門為簡化新品種開發所做的努力。 公共部門提供收集和研究新品種 CWR 的資源,而私營部門(如 杭州市人民政府, 恩布拉帕 和 索林塔) 提供市場准入、技術創新和增加新品種快速傳播的能力——隨著育種者繼續預測和克服馬鈴薯生產的未來挑戰,這是一個有效的組合。