如何育成耐旱性農作物品種?
在氣候變遷的年代,農業如何調適極端氣候,成為人類與國家重要的課題,其中乾旱問題極為重要,我國在今年就遇上了,將來還可能頻繁出現。
對付氣候變遷,在糧食生產上就是仰賴生產方式與作物品種的改進。
新論文指出,長久以來,提升農作物品種產量,靠的是長期傳統育種的品種改良,累積眾多相關微小基因而來,其選拔基礎是農藝系育種學很講究的(G
X E),基因型與環境交感效應。傳統育種長年以來在各種環境下進行,證實有效地在環境變動下選育出高產的新品種。
不過面對氣候變遷,以乾旱為例,不同作物生長期間時間會有不同的反應,因此作者等採用2015年出現的新育種觀念,(G
X E X M),基因型、環境、與管理的交感效應來提出新的育種方
法。
作物耐旱性的遺傳相當複雜,而且因作物生長時段而異,其遺傳率低,基因多效性的交感也很大,因此不容易由基因轉殖、基因編輯、甚至是分子輔助選種、單純的選拔來達成。
論文的結論是,因應氣候變遷的育種仍然需要仰賴傳統育種,但還得配合無人機遙感探測、表現型動態影像分析等新技術,在多重逆境情境下進行傳統育種選種的工作,才能夠在較短時間上有所成果。
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按,我國作物育種家人數不多,建議大家研讀、討論,聚集有限資源,朝這新的傳統育種方
法進行。
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第三位作者Tsu-Wei
Chen就是目前任職於柏林洪堡大學Albrecht
Daniel Thaer農園藝學研究所的年輕教授,陳祖威博士。
陳教授專長作物模式,曾於2018年由農試所邀請回國演講「洞悉蔬菜作物株冠層功能之動態變化」。
台大農藝學系也於2019年12月邀請他做四天的授課,講解作物模式發展現況、基本原則與概念,介紹作物實證(經驗)模式、生理機制模式、與功能性結構模式等。
陳教授顯然多才多藝,因為哲學星期五在柏林曾於2017年邀請他講音樂,講園藝,講哲學,講世界觀。
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陳教授所任職的洪堡大學農園藝學研究所,其所名冠上了Albrecht
Daniel Thaer這個人名,很有意思。(Albrecht
Daniel Thaer Institute of Agricultural and Horticultural
Sciences)
Albrecht Daniel
Thaer (1752-1828)是德國著名的農學家,也是植物營養來自腐殖質理論的倡議者。這個理論在1800-1840年成為當時植物營養來源的主流,不過其理論的假設有嚴重的缺陷,認為植物的碳源主要來自腐植質,因此被其學生Carl
Sprengel,以及有名的Justus
Liebig推翻,Liebig反對腐植質為所有植物食物來源的說法,植物是由大氣中二氧化碳得到碳元素,由土壤的氨得到氮素,由土壤溶液得到各類礦物質。
諷刺的是,礦物質理論雖然正確,但不週全,其所引發的化學肥料雖然是世界糧食增產的重要因素,卻也是造成土壤劣化的元凶。反之,土壤腐植質在土讓健康以及碳吸存的功能,現在已經受到肯定。
此外,Thaer的研究還包括用模式來量化分析土壤肥力,土壤肥力與作物生產制度包括輪作的關係,以及經濟分析等,則相當正確,恰好可作為當今永續作物生產制度研究的借鏡,因此以論者認為值得再發現Thaer的貢獻。
有趣的是,論文第一作者Rod
J. Snowdon任職吉森大學植物育種系,而該大學的全名也冠上人名:Justus
Liebig University Giessen。
參考資料