农作物野生亲缘植物与适应气候变化

农作物野生亲缘植物拥有大量对植物育种具有潜在价值的基因。其中许多基因控制的性状与适应气候变化相关。

农作物野生亲缘种分布于类型广泛的栖息地中,包括山地、沙漠、草地、盐沼和雨林。在这些多元的气候条件下,它们逐渐发展出许多不同的生存策略。在气候变化的背景下,使得农作物野生亲缘种在不同的、有时甚至是极端的栖息地中旺盛生长的遗传性状对于植物育种是一种十分有价值的资源。

气候变化预计将增加旱灾的发生频率及严重程度、提高植物生长季的温度、增加沿海地区的土壤盐渍度、并加剧病虫害的传播。[i]当农作物野生亲缘植物拥有某一性状,该性状具有能帮助农作物在气候变化将导致的不断变化的环境条件中具备更强的恢复力和适应力的潜能时,该农作物野生亲缘植物能帮助适应气候变化。例如:

  • 人们在西红柿、鹰嘴豆、大麦、水稻和小麦的野生亲缘植物中发现了耐旱基因。[ii][iii]
  • 在一些农作物野生亲缘植物中发现了耐盐基因,其中包括野生稻种Oryza coarctata。 [iv]以及野生向日葵种Helianthus paradoxus[v]
  • 许多农作物野生亲缘植物拥有抗病虫害的有价值基因。[vi]

农作物野生亲缘种还拥有促进缓解气候变化的潜能——提供能降低农作物生长碳强度的性状(主要通过提高投入效率)。例如,使用农作物野生亲缘植物将氮肥高利用率基因渗入给定的农作物,能减少肥料的使用,进而降低种植该农作物的总碳量。有利于适应气候变化的性状往往也有益于缓解气候变化,因为它们通常能使农作物使用更少的资源获得更高的产量。

总结而言,通过人们足够的努力,农作物野生亲缘植物有显著促进适应气候变化、同时带来缓解气候变化的协同效益,以及帮助过渡至更具恢复力的低碳经济和社会的潜能。下列图片展示了农作物野生亲缘植物的不同性状和基因如何能帮助农业应对气候变化带来的部分威胁。

气候灾害

 

对农业的影响

 

农作物野生亲缘植物适应性状

气候灾害

生长季温度变高

对农业的影响

农作物产量降低

农作物野生亲缘植物适应性状


气候灾害

降雨更少、更变化无常

对农业的影响

灌溉水可利用度降低

农作物野生亲缘植物适应性状


气候灾害

现存及新型病虫害的传播

对农业的影响

病虫害更频发导致收成损失增加

农作物野生亲缘植物适应性状


气候灾害

海平面上升

对农业的影响

沿海农田退化及面积缩减

农作物野生亲缘植物适应性状


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