源于大自然的作物育种方法
植物有聪明的方法来保护自己
刚刚被修剪过的青草散发出的气味不仅是春天的标志,也是一个关于进化的明显的例子。你的草坪实际上是在以一种不会被弄混的气味发出一种求救信号。草坪把割草机的叶片当成了一种正在啃食植物的害虫,因此释放出一种气味,以吸引有益的捕食性昆虫来阻止害虫。
在许多方面,作物育种正是研究像这种特殊能力的科学。有些植物具有超强的抗旱、抗虫、抗病、抗入侵性杂草等能力。作物育种家希望在自然界中能够寻找到以独特和非凡方法生存的品种。
植物在大自然中的进化正在为新一代作物育种提供信息
对昆虫的报警信号
植物对周围环境的警觉远超过我们以前的想象。例如,当昆虫落在某些番茄植株上时,藤蔓上的细小绒毛会释放出一种糖,阻止害虫啃食植株或在其上产卵。
作物育种家们已经开始将一种原产于秘鲁的野生番茄植株与其他的品种进行杂交,来帮助它们继承这种防御害虫的能力。育种家们也在测试什么样的叶片质地可以使害虫在植物上更难降落。植物学家们还在薄荷、罗勒和番茄中寻找能够通过这种方式阻止昆虫的品种。
解锁作物免疫模式
通过将十几种不同种的木薯(非洲常见的一类淀粉质根茎食物)进行杂交,作物育种家已经在这种重要作物中培育出了几个具有抗病能力的品种。
育种家对多个世代植物的免疫反应进行了研究,这种免疫反应被称为“系统获得性免疫抗性”。从某种意义上说,这种植物的免疫能力告诉了我们一个故事,育种家们深入研究这些植物的基因,从而了解过去几个世代植物是如何适应病原体的。然后,他们以此绘制路线图,帮助新的品种继承这一特性。
处理杂草是一场关于土壤的斗争
阻止杂草接触阳光
许多植物在竞争对手面前分毫不让,已经适应了生长环境。作物可以紧密地生长成一片,防止阳光照射到土壤表层,这样就形成了一种自然的防御杂草的屏障。在观察了撒播在土壤中的大豆如何布满农田后,作物育种家发现这些品种可以用来建立一种有效的杂草抑制机制。
通过用藤蔓和叶片阻挡阳光,这些杂交大豆品种可以抑制杂草生长,并阻止入侵害虫接触到其生长所需的资源。
达到耐受干旱的极限
经过几十年的研究,作物育种家们已经发现了一些可以帮助作物在旱季生存的特性。取得进展的一个重要领域是玉米品种,这些品种的玉米根系强健,可以深入土壤生长。
研究人员选择了这种特性用于品种选育,以帮助作物根系到达土壤深处获取水分。由于气候变化,天气模式越来越不稳定,使得像这样的耐旱性状对全球农民来说更为重要。
大自然继续激发作物育种最新创新灵感
观察进化,适应现代农业
在数百万年的进化时间里,自然界已经适应了许多显著而有效的生存方式。作物育种家们开始发现这些特殊的性状 ,并利用这些知识帮助农民充分利用每一种资源。借助于在生态系统中发现的灵感,现代农业的作物育种家们正在利用新的更有效的方法来改造植物,以控制害虫、杂草和病害,缓解干旱。
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