研究300年的小麦收集，以使关键作物更健壮，以满足未来的粮食需求

2022年10月17日—伦敦自然历史博物馆被邀请帮助解开小麦的基因秘密，以帮助支持一个专注于未来食物和小麦基因组如何随时间变化的项目。这包括研究小麦的古老样本，这些样本可以被恢复为更能适应气候变化的可持续品种。

这项名为“小麦世代相传”(Wheat Through the Ages)的计划旨在利用历史收藏来识别有助于保护小麦等重要作物免受气候变化影响的基因。

作为世界上最古老和最重要的作物之一，小麦贡献了人类每年消耗的总热量的五分之一，在世界面临气候变化的快速爆发之际，小麦需要具备未来的能力。

联合国粮农组织估计，到2050年，我们将需要多生产60%的粮食来养活93亿世界人口——这涉及到采取不同的农业和全球粮食系统方法。

如果农业生产方式保持不变，作物产量将会减少，自然资源将受到沉重打击。

收藏的一些标本可以追溯到300年前。（图片来源:伦敦自然历史博物馆受托人）更高的产量和气候影响
小麦已经被培育出了更高的产量，并依赖于人工肥料和杀虫剂。

它还在欧洲和北美温带地区的狭窄环境中生长，这意味着这些小麦品种现在已经适应了这些环境。

“随着时间的推移，我们在种植作物方面做得更好了，因为我们改变了我们做事情的方式，但选择性育种导致了基因多样性的丧失，”博物馆的研究负责人马特·克拉克博士解释说。他正在研究不同小麦品系的遗传和恢复力。

他强调说:“现在种植的小麦在基因上彼此相似，这降低了它们的适应能力，降低了它们对新疾病的适应能力。”

博物馆收藏的一些标本可以追溯到300年前。

这一点意义重大，因为科学家们对大规模的全球环境变化发出了警告，包括陆地和海洋温度上升，热浪更频繁，极端天气事件的频率和强度增加。必威体稳 11yb丶cn

现在比以往任何时候都更重要的是，我们要培育出对化肥和杀虫剂依赖性较低、能在恶劣气候下生长的小麦品种。

其中一些问题的答案可以在小麦的DNA序列中找到。

小麦集合
博物馆的植物标本室中有大约8000个属于小麦属植物的标本，包括小麦、大麦、黑麦和野生作物的近亲。这些收藏可以追溯到18世纪，这一时期比现代农业实践改变了我们所食用小麦的基因组还要早。作为世界上最古老和最重要的作物之一，由于世界面临气候变化的迅速爆发，小麦需要具备未来能力。

这些古老的样本可能含有一些基因，可以被重新引入到我们所吃的小麦品种中，以培育出更可持续的品种。小麦的近亲植物也可以通过杂交引入新的基因。

科学家们将对选定的小麦样本的整个基因组进行测序，以发现基因组是如何随着时间而变化的。

但是，从收藏的成千上万个标本中决定给哪一个排序是一项挑战。这就是数字化的用武之地。

真理的颗粒
博物馆藏品的数字化使得任何人都可以自由检索标本。

克拉克博士补充说:“这些植物标本室藏品是一个宝库，里面充满了关于我们种植什么、在哪里、如何种植以及如何再次种植的信息。”

“虽然现代品种的产量惊人，但许多这些老品种的基因，我们在世界各地都需要，以在边缘土地上生长，以应对更热、更干燥的气候，并在低能源密集型化肥的情况下生长良好。”

数字化意味着科学家们将拥有一个可搜索的triticchae标本数据集，在那里他们可以看到这些藏品在时间和空间中的传播。然后，这些数据可以与历史信息进行交叉参照，这样研究人员就可以选择在引入农业实践(比如使用人工肥料)前后的样本进行测序，以了解小麦基因组是如何随时间变化的。

数字化还允许研究人员突出显示那些看起来可能会用于进一步研究的有趣标本。例如，有明显疾病迹象的标本，如病变，可能含有抗病基因，而根系中仍有大量土壤的标本可能被用于土壤分析。

盖纳·塞尔比编辑

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