從頭馴化野生作物

二倍體栽培稻(左)和異源四倍體野生稻(右)。 （《細胞》雜志/圖）

現在常見的作物品種均是經過漫長的時間從野生物種馴化而來，而目前作物育種仍然離不開野生物種的貢獻。不過在馴化和育種過程中，野生物種的一些優良性狀逐漸丟失，如營養素含量高、抗病、耐鹽堿等特性。最近，科學家提出了一種“從頭馴化”（De novo domestication）策略，即利用基因編輯技術，將現代栽培種的重要馴化基因引入野生種，使得野生種與現代栽培種的優良性狀聚合，從而實現野生作物的快速改良。2021年3月4日，國際著名學術期刊《細胞》（Cell）報道了中國科學院李家洋院士和高彩霞研究員等團隊在異源四倍體野生水稻種從頭馴化上取得的重大突破。

馴化造成有益性狀丟失

據估計，到2050年，全球人口數量將比目前增加25%，接近100億人。目前主要糧食作物產量增長速度，還無法滿足人口增長的需求，需要通過新的作物育種手段來快速提高作物的單產水平。不過，作物單產并非簡單地追求生長快，還需要兼顧抗蟲、抗病、耐旱、耐寒、耐鹽堿等特性，否則一場蝗災或一次旱災，就可能斷送農民全年的希望，再高產的品種也是白費。與此同時，隨著生活水平的提高，人們對作物的營養價值和品質的追求也在不斷增加，這些都是作物育種家們要重點考慮的問題。

12000年前，中東和新月沃地的人們開始馴化第一批糧食作物，開啟了農業文明。之后，中國、中美洲、安第斯山脈、大洋洲、撒哈拉以南非洲和北美東部等地區的人們也馴化出各種作物。截止到目前，估計約有超過2500種植物被人類不同程度地馴化過，其中約有300種為完全馴