在人口保持高速增長(zhǎng)的時(shí)代，糧食供應(yīng)也成為了一個(gè)牽動(dòng)所有人利益的大事。研究人員預(yù)計(jì)，到2050年的時(shí)候，地球人口會(huì)再增加20億，然而耕地面積卻幾乎不會(huì)有太大的變化。有鑒于此，科學(xué)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(lái)，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(xué)、昆士蘭大學(xué)、以及約翰應(yīng)納斯中心的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在《自然 - 植物》（Nature Plants）期刊發(fā)表一項(xiàng)研究，稱受到NASA的啟發(fā)，開發(fā)了一項(xiàng)借鑒自“太空時(shí)代”的小麥快速育種與增產(chǎn)的新技術(shù)。

在NASA十多年前進(jìn)行的一項(xiàng)太空食物生產(chǎn)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，這項(xiàng)技術(shù)依賴于強(qiáng)烈的照明機(jī)制來(lái)提升農(nóng)作物的生長(zhǎng)速度和健康水平。鑒于地球上溫室中的莊稼長(zhǎng)勢(shì)更好，科學(xué)家們想到了用低成本的、特定波長(zhǎng)下的LED燈照射，以促進(jìn)作物的光合作用。

借助精心設(shè)置的照明裝置，研究團(tuán)隊(duì)能夠在一年時(shí)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(duì)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(zhǎng)狀況的Lee Hickey博士。

據(jù)悉，這項(xiàng)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(dāng)前我們?cè)跍厥依锊捎昧烁邏衡c蒸汽燈，就電力需求而言，這是相當(dāng)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(zhǎng)，其中結(jié)合了LED照明系統(tǒng)。這是一個(gè)讓人興奮的機(jī)遇，有望將之推廣到工業(yè)化大規(guī)模種植。

Hickey還指出，這項(xiàng)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(tuán)隊(duì)比較了植物的各項(xiàng)特征，與常規(guī)溫室下生長(zhǎng)的作物相比，新技術(shù)下每穗生長(zhǎng)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(gè)“魚與熊掌不可兼得”的難題。不過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)條件下相比，這項(xiàng)新技術(shù)已經(jīng)能夠做到兩者兼得。

♦  來(lái)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(shí)候，簡(jiǎn)直不敢相信有這么好的成果：“快速育種是一項(xiàng)不同于轉(zhuǎn)基因的技術(shù)，對(duì)于難以接受轉(zhuǎn)基因的人們來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)好消息”。

不過(guò)研究團(tuán)隊(duì)也在論文中提到了新技術(shù)與轉(zhuǎn)基因其實(shí)可以相容的觀點(diǎn)，Wulff 博士認(rèn)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(xiàng)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(biāo)題為：《Speed breeding is a powerful tool to accelerate crop research and breeding》。

來(lái)源：cnBeta

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