先发制人的基因技术为农民应对极端气候和疾病做好准备

随着疾病继续在非洲蔓延,利用高科技育种技术来增强牛和农作物抵御潜在疫情的能力变得越来越紧迫

动物疾病每年给资金短缺的非洲农民造成约 3000 亿美元的收入损失和兽医费用。现在,科学家们正在积极培育具有防御能力的牲畜,以在这些害虫侵袭之前抵御它们。

来自国际农业研究磋商组织(CGIAR)联合体的科学家正在建立一个“先发制人育种”计划,以培育对目前局部疾病的潜在广泛爆发具有抵抗力的牲畜,从而帮助减少可能发生的一些损失。

全球 380 亿牲畜中的大多数都饲养在非洲,它们面临着疾病、放牧地减少和疫苗缺乏的威胁。肯尼亚国际畜牧研究所 (ILRI) 的牲畜遗传学家奥凯约·姆瓦伊说,相比之下,欧洲或美国的牲畜很少缺乏食物和药物。“大多数问题都在非洲,那里的疾病治疗费用非常高昂。随着气候变化导致疾病蔓延到新的地区,这个数字将天文数字般地上升,”姆瓦伊说。


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CGIAR 科学家于 6 月 4 日向联合国气候变化框架公约的科学咨询机构介绍了他们的先发制人育种策略以及气候变化威胁的新证据。

CGIAR 研究人员告诉 UNFCCC 科学咨询机构,当前的育种策略是不够的,因为它们对疾病爆发和气候挑战的反应太慢。“如果我们积极培育具有抗性且不需要直接治疗的动物,损失程度可以降低,”姆瓦伊说。

作为其主动育种计划的一部分,CGIAR 研究人员正在绘制非洲牲畜地图,这些牲畜能够抵抗害虫和热量等环境压力。他们利用气候变化和疾病威胁的预测来集中寻找这些理想的性状。当新的区域出现威胁时,科学家们将能够轻松地找到抗性动物,然后迅速将它们与当地易受威胁区域的品种进行杂交。“我们需要积极主动。如果未来出现这些情况,我们将知道去哪里获取牲畜,”姆瓦伊说。

例如,肯尼亚的马赛部落多年来培育出能够抵抗致命寄生虫蠕虫的绵羊。科学家们现在正在与这些农民合作,帮助将这个品种引入到遭受高水平寄生虫困扰的新区域。

姆瓦伊说,抗性牲畜不应引入到无病区域,因为它们仍然携带害虫,可能会引起疫情爆发。他建议,当预测表明感染即将到来时,应引入抗性品种。

科学家们还希望使用新的高科技工具来培育更强壮的牲畜。他们正在计划一项研究计划,该计划将使用基因组编辑技术从抗性品种中提取遗传物质并将其粘贴到易感品种中。这项技术将允许采用更加“精确”的方法来创造具有理想性状的动物。

姆瓦伊说,相比之下,传统的育种方法通过“希望”产生具有有益性状的个体而“混合搭配”基因。但是,有性繁殖不能保证后代会表现出父母的理想性状。“我们需要精确,而不是霰弹枪式育种,”他说。

CGIAR 团队希望利用基因组编辑技术培育出对锥虫病具有抵抗力的新牛种群。科学家们正在研究来自西非的恩达马牛,这种牛对该疾病具有天然抵抗力,并且已经找到了负责该品种保护的遗传物质。接下来,他们会将该物质放入具有其他理想性状(例如增加牛奶和肉类产量)的种群中。

加强农业以应对日益恶化的气候
CGIAR 研究人员表示,随着牲畜疾病继续在非洲蔓延,预防性育种变得越来越紧迫。他们向科学咨询机构提交的新研究表明,他们研究的所有主要牲畜疾病中有 44% 在整个非洲大陆的流行率都在增加。研究人员还发现,在未来一个世纪里,农民将失去多达一半的适宜放牧地,这使得牲畜在已经有限的饲料供应方面面临更大的压力。

CGIAR 科学家还希望利用育种技术来培育更强壮的农作物。“我们发现,对于这些地区的许多主要农作物来说,在最依赖这些农作物的国家,气候适宜的地区预计会减少,”英国利兹大学研究气候对农业影响的朱利安·拉米雷斯-维勒加斯说。

哥伦比亚国际热带农业中心 (CIAT) 已经开始致力于开发耐热豆类,并希望将其推广到现在和将来可能需要它们的地区。

前 CIAT 的拉米雷斯-维勒加斯说,将农业研究工作重点放在建立抵御未来气候和疾病威胁的能力上,将有助于弱势农民即使在最困难的条件下也能生产粮食。“通过突破作物的生物物理极限,即使在本世纪中叶最悲观的气候情景下,我们也能够在目前种植豆类的所有地方继续种植豆类,”他说。到本世纪末,只有在高端升温情景下,耐热豆类才会受到影响。

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