凱里·福勒是一位基因考古學家，他致力於拯救因作物馴化而受到威脅的野生物種。
福勒是全球作物多樣性信託基金的執行董事，該組織致力於在種子庫中儲存植物的遺傳多樣性。透過為馴化作物的近緣野生品種提供備份，種子庫可以在產量遭受毀滅性打擊時提供保障。
鑑於去年俄羅斯和澳大利亞的損失限制了全球供應，並引發了對食品價格上漲的衝突，這種應對氣候不確定性的保障至關重要。“多樣性等於選擇，”福勒說。“我知道我們需要的一件事是韌性。我們將不得不擴大作物的遺傳基礎，因為我們將經歷很多波動。”
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世界各地的基因庫儲存著數萬個野生小麥品種的例子。在中東、歐洲和中國，據信是小麥的起源地，野生品種的數量不計其數。
考慮到小麥在全球飲食中的重要性——提供世界上大約 20% 的卡路里——一個具有韌性的品種至關重要。福勒說，氣溫升高 1 攝氏度與作物總產量下降 10% 相關。
例如，野生品種可以幫助控制植物授粉以適應氣溫上升。許多馴化植物在中午授粉。如果氣溫像預測的那樣繼續上升，熱量可能會使花粉不育。
但是，有一些野生作物在黎明前的凌晨授粉。更少的熱量將使植物在傳播種子方面具有顯著的領先優勢。
我們祖先的遺產——有限的多樣性
“在農業的馴化過程中，我們的新石器時代祖先馴化了他們周圍相當小的一部分野生植物，”福勒說。“從遺傳學的角度來說，這是一個瓶頸。我們從擁有大量多樣性變成有限的多樣性。”
他說，我們善意的祖先的這種疏忽現在正在反噬，尤其是在面對氣候變化時。
康奈爾大學植物育種和遺傳學教授蘇珊·麥考奇說：“這是一個很大的拖累”，她專門研究尋找野生稻品種進行育種。“與其他作物相比，小麥界有一些限制。”
小麥的遺傳多樣性在幾代人中的減少不容易重建，但康奈爾大學的另一位植物育種教授馬克·索雷爾斯對此持樂觀態度：“可以做出（這些）型別的廣泛概括……但很容易舉出其他方向的例子，”他提到用於製作義大利麵的硬粒小麥。“育種者有很多工具來增加遺傳多樣性，而資金資源通常是限制因素，而不是遺傳潛力。”
另一個主要的拖累是合格育種人員的短缺。福勒說，野生品種就在那裡。問題是沒有人去田野尋找它們。植物育種人員，特別是在發展中國家，非常稀少，而開發新品種的時間正在耗盡。
“我們正在系統性地投資不足，”他說。“所以我們現在正處於一個階段，我們沒有足夠的人力來做出這些改變。”
澳大利亞植物功能基因組學中心執行長彼得·朗裡奇說，當為與氣候變化相關的壓力進行育種時，障礙主要在於植物對這些壓力的反應受到許多基因的控制，並且這些基因變化可能根據地點而產生不同的好處——英國的乾旱與哈薩克的乾旱不同。
他說：“傳統的方法是仔細定義目標環境，並在這些環境中經過多年選擇育種計劃中的品系。” “今天，我們可以更加複雜一些。”“更加複雜一些”結果證明是輕描淡寫。
科學可能在那裡，但資金卻沒有
傳統上，植物育種者會在田野中掃描，尋找作物中有利的性狀，並收集最佳品種的種子進行儲存。他們經常繁殖約 10 代，以確保野生親緣中沒有不需要的性狀遺留下來。索雷爾斯說，這個過程可能需要長達 15 年——如果你幸運的話。
如今，新品種可以每四個月繁殖一次，而不是五年一個週期，並且具有更高的精度。分子標記——“標記”特定基因的 DNA 片段——允許研究人員梳理植物的遺傳藍圖，使用計算機程式將序列與特定性狀匹配，並開發種子。
這就是遺傳學家所說的“反向遺傳學”：在看到生物體的表型（物理性狀）之前識別其基因型（遺傳密碼）。現代育種者不是在田野中看到有利的性狀並尋找其基因，而是搜尋小麥基因組並將遺傳序列歸因於一種性狀。
與現代育種技術並行的是轉基因 (GM) 小麥品種的開發，這涉及到將一段遺傳物質插入同一屬內的另一種小麥物種中。
植物育種者普遍支援這項技術，並不認為基因改造是對雜交育種以對抗氣候變化的威脅。“[轉基因]的優勢在於，它比與野生親緣進行雜交更受控制，”朗裡奇說。
當雜交育種時，野生品種和馴化品種之間的雜交引入了所需性狀的基因——以及 30,000 個其他基因，這些基因不一定能產生最美味或最容易研磨的小麥。在基因改造中，目標基因只需一步即可轉移。
然而，朗裡奇說，轉基因的問題在於你必須分離出一個基因，而對於許多目標性狀，基因尚未被識別。
索雷爾斯說，基因改造仍然存在一定程度的不可預測性。要將基因從一個物種正確地放置到另一個物種是很棘手的，需要多次試驗。
然而，索雷爾斯說，繼續雜交研究的主要原因之一是，由於高昂的監管成本，公共機構根本無法獲得轉基因研究。
索雷爾斯說：“最大的障礙是監管，它需要數百萬美元的成本，只有非常大的公司才能負擔得起。”“我們沒有這種手段。”
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