在人口保持高速增長的時代,糧食供應(yīng)也成為了一個牽動所有人利益的大事。研究人員預(yù)計,到2050年的時候,地球人口會再增加20億,然而耕地面積卻幾乎不會有太大的變化。有鑒于此,科學家們只能想方設(shè)法地提升單位面積里的糧食產(chǎn)量。幾十年來,袁隆平等科研人員一直奮戰(zhàn)在提升雜交水稻產(chǎn)量的最前線。
近日,悉尼大學、昆士蘭大學、以及約翰應(yīng)納斯中心的科學家團隊在《自然 - 植物》(Nature Plants)期刊發(fā)表一項研究,稱受到NASA的啟發(fā),開發(fā)了一項借鑒自“太空時代”的小麥快速育種與增產(chǎn)的新技術(shù)。
在NASA十多年前進行的一項太空食物生產(chǎn)試驗的基礎(chǔ)上,這項技術(shù)依賴于強烈的照明機制來提升農(nóng)作物的生長速度和健康水平。鑒于地球上溫室中的莊稼長勢更好,科學家們想到了用低成本的、特定波長下的LED燈照射,以促進作物的光合作用。
借助精心設(shè)置的照明裝置,研究團隊能夠在一年時間里培育出六季小麥、鷹嘴豆、大麥,以及四代油菜籽類作物。作為對比,普通溫室每年只能培育2~3季的作物。
?? 在溫室里的檢視作物生長狀況的Lee Hickey博士。
據(jù)悉,這項技術(shù)同樣適用于花生、莧菜、扁豆等作物,向日葵、胡椒和蘿卜亦很有希望。Hickey表示:“當前我們在溫室里采用了高壓鈉蒸汽燈,就電力需求而言,這是相當昂貴的”。
在論文中,他們證明了小麥和大麥可在900株/m2的密度下生長,其中結(jié)合了LED照明系統(tǒng)。這是一個讓人興奮的機遇,有望將之推廣到工業(yè)化大規(guī)模種植。
Hickey還指出,這項快速育種技術(shù)不僅能夠增加農(nóng)民的產(chǎn)量,還可以提升作物的品質(zhì)。研究團隊比較了植物的各項特征,與常規(guī)溫室下生長的作物相比,新技術(shù)下每穗生長的分蘗數(shù)和產(chǎn)量都有顯著提升。
Wulff博士指出,雖然此前已經(jīng)能夠這么快速地出產(chǎn)糧食,但作物的產(chǎn)量和健康度一直是個“魚與熊掌不可兼得”的難題。不過與標準條件下相比,這項新技術(shù)已經(jīng)能夠做到兩者兼得。
?? 來自約翰英納斯中心的Brande Wulff博士。
他笑稱,某位同事在首次見證的時候,簡直不敢相信有這么好的成果:“快速育種是一項不同于轉(zhuǎn)基因的技術(shù),對于難以接受轉(zhuǎn)基因的人們來說,這是一個好消息”。
不過研究團隊也在論文中提到了新技術(shù)與轉(zhuǎn)基因其實可以相容的觀點,Wulff 博士認為,如果可以結(jié)合CRISPR等基因技術(shù),那我們將獲得更大的收益。
有關(guān)這項研究的詳情,已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《自然-植物》(Nature Plants)期刊上。原標題為:《Speed breeding is a powerful tool to accelerate crop research and breeding》。
來源:cnBeta