本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
還記得1999年嗎？那一年，歐盟首次推出了統一貨幣，Y2K威脅要給全球資訊系統帶來技術上的災難。1999年，當時被稱為“王子”的藝術家宣佈了派對的基準（儘管他是在1982年唱的）。
那一年，在烏干達還發現了一種新的、具有侵略性的小麥真菌菌株，它繼續困擾著東非、中東和中亞的農民。
右圖：小麥稈鏽病會嚴重破壞世界小麥供應，而一種相對較新的菌株Ug99尤其難以控制。圖片：美國農業部。
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Ug99，以其發現的國家和年份命名，是一種稈鏽病菌株，這種病原體會侵襲小麥和大麥的莖稈。自從在烏干達被發現以來，Ug99已經向各個方向蔓延，從非洲大陸傳播到中東和中亞。迄今為止，衣索比亞、伊朗、肯亞、南非、蘇丹、烏干達、葉門和辛巴威都受到了鏽病的影響。它透過風傳播，可以在感染新的麥田之前傳播數千公里。最大的擔憂是，它最終會到達印度和中國廣闊的田野，這兩個國家是世界上最大的產量生產者。在乾旱、異常天氣和火災中，鏽病已經發展成為對全球供應的威脅。
作為全球飲食中熱量貢獻最重要的糧食作物，任何對小麥的威脅——無論是生物的、物理的還是環境的——都給國際農業界敲響了警鐘。
根據聯合國糧食及農業組織（糧農組織）的資料，世界上約有 90% 的商業小麥種植面臨風險。在合適的條件下——潮溼的早晨空氣、溫暖的氣候和穩定的風——Ug99可以摧毀超過 70% 的小麥產量。糧農組織執行Rust SPORE，這是一個用於追蹤稈鏽病的系統。
那麼，為什麼在 12 年的時間裡，科學家們一直無法控制 Ug99 的“超級菌株”呢？出於好奇，我聯絡了糧農組織小麥鏽病首席專家戴維·霍德森，希望瞭解一些見解，並複習一下植物遺傳學。
左圖：小麥稈鏽病受損程度為 10% 至 15%。 圖片：CIMMYT。
霍德森說，Ug99菌株的多樣性使世界上很大一部分作物容易受到侵害。一旦鏽病確立，很難用殺菌劑控制。在肯亞，一些農民使用了多達五次噴灑，仍然無法控制鏽病。
“Ug99 的獨特之處在於它表現出的廣泛毒力——它與以前已知的任何稈鏽病菌株都非常不同，”他在一封電子郵件中寫道。“它的獨特之處在於它已經擊敗了 Sr31 抗性基因——該基因在小麥中有效使用了 30 多年並且非常廣泛地使用——而且大多數小麥來源的抗性基因以及來自相關物種的其他關鍵基因（如 Sr38）也已被擊敗。”
Sr31 抗性基因——最初在小麥的近親黑麥中發現——被發現對 1999 年之前的普通稈鏽病非常有效。小麥育種者將其引入非洲各地的田野，以保護農民免受真菌侵害。
唉，Sr31 提供了太多好處，而小麥缺乏多樣性為突變的 Ug99 造成了破壞打開了大門。
在所有主要品種的小麥中，除了 Sr31 之外，還有大約 50 種不同的莖杆抗性基因。在 Sr31 品種衰落後，科學家們發現了對另一種重要的抗性基因——一粒小麥中的 Sr21——的攻擊證據。在 1999 年之後的幾年裡，小麥中的關鍵抗性基因隨著 Ug99 獲得動力而丟失。Ug99 就像一個農業惡霸——按下所有按鈕來擊垮其受害者——並且是一個快速進化的惡霸。
但 Ug99 可能像它跑得一樣快，它可能有一個阿喀琉斯之踵。上周有新聞報道了一種可以抵抗 Ug99 的新型小麥——它可能導致農民的作物減產 70%。官方公告預計將在本週在明尼蘇達州聖保羅舉行的 Ug99 專題會議上釋出。
右圖：小麥稈鏽病受損程度為 90%。圖片：CIMMYT。
根據 Greenwire 的文章，總部位於墨西哥的國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）的研究員拉維·辛格知道，過度依賴 Sr31 來抵抗小麥不會長久。他決定培育四到五個基因來創造 298 個品種。霍德森說，其中 15 到 20 個品種的種子已分發到各個地點進行田間試驗。
此外，新品種的產量比抗性品種提高了 10% 到 15%，這對正在與害蟲和乾旱等多種其他壓力作鬥爭的農民來說是一個非常有吸引力的組合，其中大部分歸因於氣候變化。
那麼辛格的發現是否會最終結束 Ug99 的破壞？霍德森說，這很有希望，但永久解決方案仍然是長期的。
他說：“這些材料中對 Ug99 的複雜抗性，以及對其他鏽病的類似抗性，加上高產效能，應該使它們對農民具有吸引力，並且對於病原體來說也很難攻擊。”
在整個脆弱地區測試的 15 到 20 個不同的樣本還將確保栽培品種的遺傳多樣性。“因此，抗性的性質，加上可供選擇的範圍，應該真正有助於減少易感性的迴圈，”霍德森解釋說。
如果田間試驗有理由敲響抗病性的警鐘，這將是避免貧困和維持糧食安全的勝利，也是小麥育種界集體肩負的重擔的減輕。
關於作者：蒂芙尼·斯特克在華盛頓特區透過倫敦、巴黎和聖地亞哥撰寫有關氣候變化、農業和林業的文章。小麥在她週六早上的煎餅製作儀式中發揮著重要作用。她維護一個非正式部落格Steckarrr，並在www.climatewire.net上偶爾署名。她還在 Twitter 上使用@TiffanyStecker。
所表達的觀點是作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點。