凯里·福勒是一位基因考古学家，他致力于拯救因作物驯化而受到威胁的野生物种。
福勒是全球作物多样性信托基金的执行董事，该组织致力于在种子库中保存植物的遗传多样性。通过为驯化作物的近缘野生品种提供备份，种子库可以在产量遭受毁灭性打击时提供保障。
鉴于去年俄罗斯和澳大利亚的损失限制了全球供应，并引发了对食品价格上涨的冲突，这种应对气候不确定性的保障至关重要。“多样性等于选择，”福勒说。“我知道我们需要的一件事是韧性。我们将不得不扩大作物的遗传基础，因为我们将经历很多波动。”
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世界各地的基因库保存着数万个野生小麦品种的例子。在中东、欧洲和中国，据信是小麦的起源地，野生品种的数量不计其数。
考虑到小麦在全球饮食中的重要性——提供世界上大约 20% 的卡路里——一个具有韧性的品种至关重要。福勒说，气温升高 1 摄氏度与作物总产量下降 10% 相关。
例如，野生品种可以帮助控制植物授粉以适应气温上升。许多驯化植物在中午授粉。如果气温像预测的那样继续上升，热量可能会使花粉不育。
但是，有一些野生作物在黎明前的凌晨授粉。更少的热量将使植物在传播种子方面具有显著的领先优势。
我们祖先的遗产——有限的多样性
“在农业的驯化过程中，我们的新石器时代祖先驯化了他们周围相当小的一部分野生植物，”福勒说。“从遗传学的角度来说，这是一个瓶颈。我们从拥有大量多样性变成有限的多样性。”
他说，我们善意的祖先的这种疏忽现在正在反噬，尤其是在面对气候变化时。
康奈尔大学植物育种和遗传学教授苏珊·麦考奇说：“这是一个很大的拖累”，她专门研究寻找野生稻品种进行育种。“与其他作物相比，小麦界有一些限制。”
小麦的遗传多样性在几代人中的减少不容易重建，但康奈尔大学的另一位植物育种教授马克·索雷尔斯对此持乐观态度：“可以做出（这些）类型的广泛概括……但很容易举出其他方向的例子，”他提到用于制作意大利面的硬粒小麦。“育种者有很多工具来增加遗传多样性，而资金资源通常是限制因素，而不是遗传潜力。”
另一个主要的拖累是合格育种人员的短缺。福勒说，野生品种就在那里。问题是没有人去田野寻找它们。植物育种人员，特别是在发展中国家，非常稀少，而开发新品种的时间正在耗尽。
“我们正在系统性地投资不足，”他说。“所以我们现在正处于一个阶段，我们没有足够的人力来做出这些改变。”
澳大利亚植物功能基因组学中心首席执行官彼得·朗里奇说，当为与气候变化相关的压力进行育种时，障碍主要在于植物对这些压力的反应受到许多基因的控制，并且这些基因变化可能根据地点而产生不同的好处——英国的干旱与哈萨克斯坦的干旱不同。
他说：“传统的方法是仔细定义目标环境，并在这些环境中经过多年选择育种计划中的品系。” “今天，我们可以更加复杂一些。”“更加复杂一些”结果证明是轻描淡写。
科学可能在那里，但资金却没有
传统上，植物育种者会在田野中扫描，寻找作物中有利的性状，并收集最佳品种的种子进行保存。他们经常繁殖约 10 代，以确保野生亲缘中没有不需要的性状遗留下来。索雷尔斯说，这个过程可能需要长达 15 年——如果你幸运的话。
如今，新品种可以每四个月繁殖一次，而不是五年一个周期，并且具有更高的精度。分子标记——“标记”特定基因的 DNA 片段——允许研究人员梳理植物的遗传蓝图，使用计算机程序将序列与特定性状匹配，并开发种子。
这就是遗传学家所说的“反向遗传学”：在看到生物体的表型（物理性状）之前识别其基因型（遗传密码）。现代育种者不是在田野中看到有利的性状并寻找其基因，而是搜索小麦基因组并将遗传序列归因于一种性状。
与现代育种技术并行的是转基因 (GM) 小麦品种的开发，这涉及到将一段遗传物质插入同一属内的另一种小麦物种中。
植物育种者普遍支持这项技术，并不认为基因改造是对杂交育种以对抗气候变化的威胁。“[转基因]的优势在于，它比与野生亲缘进行杂交更受控制，”朗里奇说。
当杂交育种时，野生品种和驯化品种之间的杂交引入了所需性状的基因——以及 30,000 个其他基因，这些基因不一定能产生最美味或最容易研磨的小麦。在基因改造中，目标基因只需一步即可转移。
然而，朗里奇说，转基因的问题在于你必须分离出一个基因，而对于许多目标性状，基因尚未被识别。
索雷尔斯说，基因改造仍然存在一定程度的不可预测性。要将基因从一个物种正确地放置到另一个物种是很棘手的，需要多次试验。
然而，索雷尔斯说，继续杂交研究的主要原因之一是，由于高昂的监管成本，公共机构根本无法获得转基因研究。
索雷尔斯说：“最大的障碍是监管，它需要数百万美元的成本，只有非常大的公司才能负担得起。”“我们没有这种手段。”
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