物理科技生物学-PHYICA

甘薯生物多样性有助于提アンナ デ ビル高小规模农业的气候适应能力

地球 2022-03-04 00:00:25

发展研究所(IRD) 作为研究的一部分,测试了1973个甘薯品种和育种系的全球地图

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黄点表示在试验地点研究的每个品种的起源(红星)

蓝点表示最耐热胁迫品种的位置

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秘鲁皮乌拉试验场4040个试验地块的无人机地图

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甘薯品种圈定图的特写

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热应力条件下作物冠层温度的高分辨率热成像图像(最低温度为蓝色,最高温度为红色)

信用:贝蒂娜海德尔等人

自然,气候变化 一项由多机构合作研究人员开展的研究发现,甘薯生物多样性有助于提高小规模农业的气候适应能力

甘薯是世界上最重要的粮食作物之一,对甘薯种内多样性的全球分析结果表明,这种遗传多样性在粮食和农业系统面对气候变化的生产力和复原力方面发挥着作用

该结果发表在10月5日的《自然气候变化》杂志上

气候变化对世界自给作物构成威胁

根据气候演变的预测,热浪可能会加剧,产生一定程度的热应力,损害农业生产

因此,识别抗性作物品种对于确保人民的粮食安全和农民的复原力至关重要

迄今为止,已经进行了许多关于品种改良的研究,包括开发和选择具有所需特征的植物

然而,很少有人研究种内多样性,种内多样性被定义为同一物种内存在的遗传多样性的程度

就目前的研究而言,国际团队关注的是甘薯——仅次于玉米、小麦、大米和木薯的世界第五大农作物

这种块茎因其耐寒性和对气候冲击的耐受性而被种植,并具有实现联合国通过的作为地平线2030议程一部分的可持续发展目标的巨大潜力

它生长在易受侵蚀的地区,以保护农业用地(可持续发展目标12和15);它具有很高的营养价值,并且比大多数主食中维生素A和C、钙、铁、膳食纤维和蛋白质的含量更高(SDGs 2和3);其灵活的种植和收获时间表意味着其种植劳动强度较低,因此特别适合人类迁徙(可持续发展目标10和16)

传统地方品种在热胁迫下表现良好 作为国际农业研究磋商组织根、块茎和香蕉(RTB)研究项目的一部分,研究人员评估了来自国际马铃薯中心甘薯基因库的1973种不同甘薯品种的抗热应激能力

从50个国家收集的栽培品种包括现代和传统品种,以及培育品系,在试管中培育,然后种植在2

秘鲁北部沿海沙漠地区的5公顷试验场

通过对根和叶子数据的分析,研究人员可以测量反复暴露在超过35摄氏度的极端温度下的影响

结果:“132个品种,其中65个

9%为传统地方品种,表现出良好的耐热性

因此,这些都是有希望被选择为高产、耐热品种的候选品种,”英国作物研究所研究员、该研究的主要作者贝蒂娜·海德尔解释说

“这种大规模的筛选,在一个前所未有的地理范围(美洲、非洲、亚洲)内进行,被证明对识别甘薯的耐热特性至关重要,目的是对特定基因进行更深层次的分子表征,”IRD大学的生态学家、该研究的合著者奥利维尔·恩尼斯解释说

“种内多样性——农民和他们的作物几百年共同进化的结果——在面对气候变化时证明是至关重要的,”他继续说

“它强调农业生物多样性在热带农业系统复原力中的作用

" 农民需要帮助来适应 “我们的结果还表明,冠层的温度和类胡萝卜素的水平可能是选择抗热应激品系的合适标记,”CIRAD空间农业生态学研究员埃米尔·法耶补充道

“然而,参与性实验需要在不同的环境中进行,以测试所确定的品种的功效和经济可行性

" 因此,种内多样性为农民提供了更多的选择,以管理气候风险和提高其农业系统的复原力

该研究的作者建议将这一知识与农民分享,这样他们就可以采用高产量、高营养价值的品种

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