西紅柿和大豆在世界各地的菜肴中都很受歡迎,而且對它們的需求不斷增長。你有沒有想過,農民是如何滿足這種需求的,以及核技術在其中發揮的作用?
在國際原子能機構的幫助下,古巴國家農業科學研究所(INCA)與聯合國糧食及農業組織(FAO)合作,一直在實施利用輻照和生物技術的育種計劃,開發能夠更好地應對氣候變化帶來的極端生長條件的新品種(見下面的科學板塊)。
由于這項工作,今年 5 月在研究試驗田首次成功收獲了改良的番茄和大豆新品種(Giron 50 和 Cuvin 22)。現在,這些品種將與該研究所先前在水稻、青豆和洛神花(一種木槿花)等多種作物中開發的其他21個品種一起被分發給農民。
這些新品種今年已獲得國家許可,隨后在由糧農組織/國際原子能機構糧食和農業核技術聯合中心管理的全球數據庫中注冊。
糧農組織/國際原子能機構糧食和農業核技術聯合中心的植物育種師Fatma Sarsu說:“自 2009 年以來,通過植物突變育種,我們提供了一種開發新的耐氣候作物品種的方法,從而為包括古巴在內的 18 個國家的當地農民的生計和加強糧食安全做出了貢獻,”他將于于 2021 年年中退休。
古巴的農作物
該島屬于熱帶氣候,氣溫升高,降雨模式不斷變化,干旱期延長,沿海地區咸水侵入。這些都導致作物產量下降。
氣候變化使植物越來越容易受到極端天氣條件的影響,導致更多地使用對環境有害的化肥和殺蟲劑。因此,古巴專家正在尋求將作物改良作為替代的、更環保的可持續解決方案。為此,他們正在使用核和同位素技術來誘導新的遺傳變異,以改善作物性能并增加關鍵作物的產量。
其中之一是大豆。通常用于生產油、動物飼料、酸奶和肉類替代品,對這種作物的需求在全球范圍內不斷增長,包括古巴。開發改良品種是第一步,然后需要培育這些新品種以提供島民所需的食物。
利用同位素技術改進生物肥料,古巴研究人員現在可以提高富含鐵、蛋白質和油的優質大豆的產量。生物肥料含有活的微生物,可以恢復土壤的天然營養,幫助植物在不需要化學物質的情況下生長得更強壯、更健康。同位素技術用于測量植物吸收生物肥料和從空氣中固氮的能力,前者用于更好地管理作物,后者用于土壤健康和作物性能。
“該項目不僅創造了新的健康作物品種,而且多年來的能力建設使該地區形成了有效的工作規程,并創造了核技術方面的專業知識,我們不斷合作并相互學習,”INCA 技術核應用負責人 Maria Caridad Gonzalez-Capero 說。
國際原子能機構的積極核影響
當需要在快速周轉的新品種開發中進行遺傳改良時,例如隨著氣候變化的加速,誘導遺傳多樣性的核技術提供了更大的選擇庫,以便比傳統育種方法更好更快地進行選擇。這與簡化的育種計劃相結合,有可能在短時間內提供改良品種。
在國際原子能機構技術合作計劃下向各國提供的支持下,核技術已被用于開發許多作物中具有氣候適應所需性狀的品種,包括水稻、普通豆類、番茄和大豆。
"由于使用了這些不同的技術,向農民和生產者提供了特別選定的新品種系的種子,從而實現了成功的收成,"岡薩雷斯-卡佩羅說。"而且隨著氮基肥料使用的減少,該國的農業溫室氣體排放量也將下降。"
科學
植物突變育種
植物突變育種是將植物種子、插條或其他種植材料暴露于輻射(例如伽馬射線或 X 射線)下,然后將種子或受輻射的材料種植在無菌生根培養基中,從而產生小植株的過程。然后將單個植物繁殖并檢查它們的性狀。那些表現出所需性狀的植物將繼續被培育。
植物突變育種不涉及基因修改,而是使用植物自身的遺傳物質,模仿自然界的自發突變過程。