2018-12-27 10:39:22
Flora De Guzman撕開一扇拱頂門上的封條，打開一條縫隙，一股干冷的空氣呼嘯著從門縫中襲來。在氣閘后面是一個恒溫為零下20度的房間，里面擺滿了一架子一架子的密封鋁罐，里面裝著世界上最被低估的資源之——保存了13萬多種水稻的樣本。
過去40年來，De Guzman一直在洛斯巴諾斯國際水稻研究所基因庫工作。有些樣品在這里存放的時間比我在這工作的時間還長。“我們已經(jīng)知道了時間的價值，”她說。
IRRI位于馬尼拉以南幾個小時車程的地方，是一個獨特的全面的水稻基因多樣性數(shù)據(jù)庫，全世界有超過30億人依賴這種作物裹腹。來自世界各地不同品種水稻的種子被收集起來，經(jīng)過手工分類，來確保它們的純度，并儲存在儲藏室里，在這里它們可以保存50年或更長時間。
來自公共或私人部門的研究人員要求獲得樣本時，需象征性地交一點費用，這樣他們就可以將研究所的品種與自己的品種雜交。但在過去幾年里，隨著氣候變化導致更不穩(wěn)定和更極端的天氣，使得農(nóng)民迫切需要能夠抵御干旱、洪水和害蟲的水稻品種，該基因庫的任務變得更加緊迫。與這些重要特征相對應的基因在這個基因庫中都可以找到。
“氣候變化是對糧食安全的最大威脅。”全球作物多樣性信托基金會執(zhí)行董事Marie Haga說。Haga說：“為了在未來養(yǎng)活世界眾多人口，我們需要讓養(yǎng)活我們的主要作物適應新的環(huán)境?；驇熘凶魑锏亩鄻有允俏覀兣嘤軌驊獙O端氣候的植物所需的原材料。”
全球科學界的共識是，除非采取緊急行動，否則地球目前的氣溫將比前工業(yè)化時代至少高出1.5攝氏度。2016年，各國政府同意采取措施減少碳排放，防止氣溫進一步超過這一水平，但進展緩慢。目前的預測顯示，如果不采取重大行動，世界氣溫可能會超出目標。
氣溫若照這樣的速度上升可能對全球主要農(nóng)作物產(chǎn)生嚴重影響，它們的脆弱性部分源于它們的同質(zhì)性。眾所周知，這些單一栽培是20世紀60年代和70年代稱之為“綠色革命”的遺物。“綠色革命”的基礎是開發(fā)出產(chǎn)量高、對氮肥施用反應良好的各種谷類作物。
綠色革命的品種非常成功，迅速取代了傳統(tǒng)品種的相同作物。農(nóng)作物產(chǎn)量的大幅增長阻止了發(fā)展中國家不斷演變的糧食危機，并為當今南亞、東南亞和拉丁美洲的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟奠定了基礎。然而，新品種的成功在全球糧食系統(tǒng)內(nèi)造成了新的脆弱性。這些作物很好地適應了它們所種植的條件，但當這些條件發(fā)生變化時就無法很好地適應。
單一栽培也容易受到新害蟲的出現(xiàn)，這些新害蟲可以在基因相同的種群中迅速傳播。全球種植的香蕉中，近50%是卡文迪什香蕉品種——種19世紀生長在英國的香蕉克隆品種。這種作物現(xiàn)在正面臨一種新出現(xiàn)的巴拿馬病的威脅，這種真菌在20世紀50年代幾乎消滅了另一種香蕉品種大米歇爾。
氣候變化的影響已經(jīng)在重要的水稻種植區(qū)顯現(xiàn)出來。在以雨水灌溉為主的老撾，近年來嚴重的干旱導致水稻減產(chǎn)。在孟加拉國，嚴重的洪水在2017年沖走了大面積的稻田，而沿海地區(qū)也遭受了海水侵蝕，損害了農(nóng)作物。在湄公河三角洲--越南一半以上的水稻產(chǎn)量都來自該地區(qū)，洪水、干旱和海水的入侵，共同影響了水稻產(chǎn)量。
多年來，水稻育種家一直試圖培育出能夠抵抗這些“非生物”脅迫的品種。然而，由于天氣模式變得越來越不可預測，確保農(nóng)民在合適的時間擁有合適的耐壓品種變得相當困難。
“在早期我們試圖改善品種承受單一壓力的能力，所以我們培育出了耐旱或耐洪水品種，但現(xiàn)在我們意識到培育只能抵抗一種壓力的品種是遠遠不夠的，因此我們正在嘗試培育一種能夠同時抵抗多種壓力的作物。”IRRI越南氣候變化專家Bjoern Ole Sander說。
在洛斯巴諾斯水稻庫中冷卻的樣品中包含了使水稻作物適應這些新條件并使它們具有抵御未來挑戰(zhàn)的能力所需的特性。負責基因庫的進化生物學家Ruaraidh Sackville Hamilton表示，氣候變化是一個迫在眉睫的威脅，但基因庫必須從幾十年甚至幾百年發(fā)展的角度來考慮。這就是經(jīng)濟學家所說的選擇權(quán)價值。
近年來，這種選擇的價值變得越來越容易衡量?；驕y序技術(shù)變得更快更便宜，改變了研究的經(jīng)濟學。第一個水稻基因組序列的編譯成本約為10億美元。Hamilton說：“今天，完成一個相當不錯的序列大約需要1000美元。測序成本的下降已經(jīng)超過了摩爾定律。
這意味著研究人員有更大的能力將基因與特定特征匹配?；驇煲呀?jīng)對3000個樣本的基因組進行了測序，這些樣本被稱為“序列”。如果測序的成本進一步下降，那么整個基因組的測序成本也會下降。
“在此之前，我們幾乎是隨機決定選擇哪些品種進行評估，看看它們是否具有價值，這是一個非常困難的過程?，F(xiàn)在有了3000個測序的基因組，很容易就能收集到農(nóng)學價值的數(shù)據(jù)，并與序列數(shù)據(jù)進行比對，”Hamilton說
基因編輯技術(shù)利用酶來修飾或?qū)NA插入基因組，它的出現(xiàn)有望使這一過程更加有效，使研究人員能夠更快地“原型化”各種基因，從而證明單個基因?qū)氖悄囊惶囟ㄌ卣鳌?/p>
隨著氣候變化的有害影響已經(jīng)在世界各地顯現(xiàn)出來，隨著幾個主要經(jīng)濟體不愿限制導致全球變暖的碳排放，基因庫的選擇價值變得越來越大、越來越明顯。去年10月，全球作物多樣性信托基金)每年向該金庫提供140萬美元的永久資助，以確保其樣本在可預見的未來乃至更遠的將來都能得到保護。
“我認為，公平地說，作物多樣性可能是最重要的自然資源之一，但目前基本上還未被意識到。我們必須做點什么。”Haga說。
“在過去的100年里，我們失去了太多的谷物品種，所以現(xiàn)在我們必須要提高重視。因為每失去一種作物，我們就失去了多種未來的選擇。”
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