时时信息网
大约十亿升的杀菌剂。这是本世纪农民通过使用抗病小麦品种节省的量。现代小麦的大部分抗性基因都要归功于它的“野生亲属”——这些是经过地球气候极端考验的、已有数百万年历史的草本表亲。尽管在小麦育种方面取得了如此显著的成就，我们才刚刚触及小麦野生亲属的遗传潜力的表面。随着气候变化加剧，以及病原体的快速演化和传播（新的真菌菌株可以通过喷流传播），我们必须加大对这种尚未被充分利用的遗传多样性的研究投资。
有可能通过这样做彻底改变小麦生产，确保粮食安全，同时大幅减少农业对环境的影响。如果不进行这些努力，疫情可能会严重削减产量，可能导致大规模使用有毒农业化学品，并增加害虫和疾病产生抗药性的选择压力。其后果将是广泛的，不仅影响粮食安全和环境，还影响地缘政治稳定，可能引发人类迁徙和冲突。如今，小麦是地球上种植最广泛的农作物，提供了人类蛋白质和热量的20%，并作为全球南方15亿人的主要主食。
然而，由于小麦的未来受到威胁，标准的育种方法已无法跟上气候变化的步伐。研究表明，1980-2008年的气候变化导致小麦收成减少5.5%，全球小麦产量每升高一摄氏度便减少6%。小麦科学迫切需要增强投资，以扩大野生亲属的遗传研究，利用下一代育种工具。这些工具包括基因测序技术、大数据分析、和遥感技术。卫星影像使地球成为一个实验室，让研究人员可以在全球范围内监测植物生长或病害抗性等特性。
人工智能可以增强育种模拟，并快速识别出能够增强气候适应性的有希望的基因。基本遗传资源已经可用：155个种子库中储存了超过77万个独特的种子样本，分布在78个国家。这些样本代表了已知的小麦遗传多样性的全貌，从现代品种到古老的野生亲属以及在农业起源时发展起来的地方品种。缺少的是资金，以加速寻找特定的基因和组合，以增强小麦在更严苛条件下的适应能力。这需要关键决策者的政治意愿和公众的关注。
没有什么比粮食安全和我们留给子孙的环境遗产更重要。利用微生物的力量种子库中的遗传变异在现代小麦中大多不存在，现代小麦在1万年前与其他草本物种基因分离，并经历了最近的基于科学的育种，使其多样性受限。小麦需要它的亲属多样性才能在不断变化的气候中蓬勃发展。除了气候适应性和抗病性，野生小麦亲属还提供了另一条激动人心的环境利益途径：增强与有益微生物的互动。
这些古老的草本植物已经进化出了与现代小麦中大多不存在的土壤微生物的复杂关系。一些野生小麦亲属可以抑制能将铵转化为硝酸盐的土壤微生物。虽然这两种都是植物可用的氮素形式，但硝酸盐更容易通过浸出或气体转化损失。减缓这一转换过程，称为硝化作用，对可持续农业有深远的影响，可能减少温室气体排放，提高氮的使用效率，并减少合成肥料的使用。
作为概念验证，第一个也是迄今为止唯一被育种用以促进微生物群互动的作物是小麦，使用了一种来自野生亲属（Leymus racemosus）的基因以减缓硝化作用。此外，野生亲属通常能与有益的土壤真菌和细菌形成更有效的共生关系，提高养分吸收、抗旱能力和自然病虫害防御。重新引入这些特性可以减少化学投入，同时改善土壤健康和生物多样性。收益不仅限于田间。
能够更有效利用水和养分的小麦品种可以减少农业地径流，保护水体。增强的根系系统可以增加土壤碳封存，有助于缓解气候变化。通过系统地探索野生小麦的微生物交互特性，小麦品种可以被开发出来，不仅能承受气候挑战，还可以积极为环境恢复做出贡献。这代表了一种从通过化学物质进行作物保护转向通过生物协同作用实现抵抗力的范式转变。
实际上，即便是每年用于农业化学品作物保护的1.4万亿美元中的一小部分，也可以为增强当前和未来挑战中的小麦抵抗力产生显著效果。方向明确：增加对野生小麦亲属研究的投资，可以产生新一代的小麦品种，这些品种不仅适应气候变化，而且有益于环境。这将是实现不断变化世界中的可持续粮食安全的关键步骤。
