中國核技術網訊:在布隆迪,當農民將木薯根切開時,他們希望看到的是類似于椰子肉的白色果肉。但是如果切開后里面是褐色斑塊,那可能是木薯褐色條紋病(CBSD)-對農民而言,這將是一個是個壞消息,他們不能再食用或木薯,并且可能因這種病導致顆粒無收。
木薯,是一種富含碳水化合物的根類蔬菜,是布隆迪第二重要的主食作物。木薯產量低會加劇該國的糧食不安全狀況,該國一半人口已經飽受其苦。
“布隆迪的木薯平均平均新鮮產量為9.9噸/公頃,落后于其他地區的15–40噸/公頃,”農業科學研究所(ISABU)負責人Ernest Vyizigiro說。
單產降低的原因之一是布隆迪的木薯生產力受到CBSD和另一種稱為木薯花葉病(CMD)的病毒性植物疾病的嚴重限制。根據國際熱帶農業研究所(IITA)的估計,這兩種疾病每年在東部和中部非洲造成大約10億美元的損失。
原子能機構與聯合國糧食及農業組織(糧農組織)合作,支持布隆迪科學家利用核技術開發對這些疾病具有抵抗力的高產木薯品種。
布隆迪一些現有的木薯品種對CMD抗藥性,但對CBSD卻沒有抗藥性,該品種于2011年首次出現在該國。“這導致感染后九個月出現根腐病。”
然而,由于木薯的生物學特性和較長的生長期,開發一種對兩種疾病都具有抗性的新品種是一個漫長且技術上具有挑戰性的過程。
“與木薯或水稻等其他農作物相比,木薯的新品種更難開發,因為木薯的種子發芽率非常低,”糧農組織/國際原子能機構糧農核技術聯合司植物育種家和遺傳學家艾薩克·科菲·本彭說。 。“此外,僅通過觀察塊狀可食根就可以確定木薯植物不含CBSD。木薯需要長達一年的時間才能成熟,因此您必須等待很長時間才能看到努力是否成功。”
原子能機構專家利用植物誘變和組織培養技術開發了新的木薯品種,從而在植物育種技術方面培訓了布隆迪科學家。利用核技術誘導的突變加快了作物基因組成的自然變化,因此科學家可以選擇具有所需特性(如抗病性和最終最佳品種)的突變品系。由于木薯植物需要相對較長的時間才能生長,所以在木薯在受控環境中生長的組織培養技術比將其種植在傳統農耕地上的速度要快得多。
在受控條件下,在奧地利塞伯斯多夫的糧農組織/國際原子能機構植物育種和遺傳學聯合實驗室對木薯插條進行了輻照,然后將其送回布隆迪的Gisozi研究站進行進一步開發和選擇。在國際原子能機構技術合作計劃的支持下,對Gisozi研究站的組織培養實驗室進行了翻新,并配備了現代化的設備,這有助于提供進行作物改良領域高級應用研究所需的受控環境。
經過一年的研究和開發,布隆迪的科學家已經生產出了先進的木薯品系,這些品種可以開發出對CMD和CBSD都有抗性的木薯品種。由于國際原子能機構和糧農組織提供的培訓,這些科學家現在能夠研究突變株系,以觀察它們在研究站的新篩選室中的表現如何。篩選室由國際原子能機構資助。
“使用篩房非常重要,因為您不能將植物直接從組織培養實驗室帶到田間-它會死。最好的方法是將植物緩慢暴露在可控制某些環境參數的篩房的外部環境中。” “那么就有可能評估突變株系,看看哪些表現最佳。”
在篩選室中進一步開發突變株后,將它們帶到布隆迪高地的已知熱點,在這兩種植物中都盛行這種病,以查看哪些病原體能夠抵抗這種疾病。
開發抗病的木薯品種對于布隆迪的自給自足農業尤為重要,因為布隆迪有90%的人口賴以生存。ISABU總干事DieudonnéNahimana表示:“自給自足的農民依靠木薯來獲取重要營養,因為它可以全年種植和收獲,可以忍受不可預測的干旱時期,并在邊緣土壤上生長。” “研究表明,木薯可能對未來的氣候變化具有高度的適應力,并可以為非洲提供其他主糧作物無法提供的適應機會。”
為了獲得最高的,最健康的單產的最佳機會,任何新品種都應與土壤肥力和水管理方法結合使用,Bimpong說。在布隆迪的研究管理地塊上,國際原子能機構的專家發現,使用無機肥料和核同位素技術幫助管理水資源的木薯產量大幅度增加。
國際原子能機構負責布隆迪的計劃管理官雷米·費里說:“在品種發行,大規模繁殖并分發給該國的木薯種植者之前,需要更多的研究和開發。” “布隆迪科學家現在擁有適當的設備和培訓,可以進一步開發抗CMD和CBSD的木薯品種。”