“我喜歡這個(gè)。”Ismail Rabbi邊說邊將手掌放在木薯上，就像父母在夸贊自己心愛的孩子，他羞澀地笑了。“它們看上去沒什么了不起的——并不高。”Rabbi說，“但它克服了我們?cè)O(shè)置的所有障礙。”

　　Rabbi是尼日利亞伊巴丹國際熱帶農(nóng)業(yè)研究所（IITA）的遺傳學(xué)家。他和同事正在開展一項(xiàng)改良木薯的研究。木薯根部富含淀粉，為全球8億多人提供了食物和收入。非洲木薯消耗量*，但產(chǎn)量卻比亞洲和南美洲低。不過，非洲的木薯品種往往更能抵抗枯萎病，比如目前正在亞洲擴(kuò)散的致死性木薯花葉病。

　　去年11月，Rabbi將5個(gè)抵抗該疾病的非洲木薯品種運(yùn)往泰國——全球*的木薯進(jìn)口國。他和同事在耗資6200萬美元的“下一代木薯育種工程”的資助下培育了這些植物。這項(xiàng)工程由英國政府以及比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)于2011年創(chuàng)建。隨著氣候變暖、人口不斷增長，木薯病毒也在擴(kuò)散。項(xiàng)目科學(xué)家正利用基因組數(shù)據(jù)辨別滿足全球需求的木薯品種的有用特征并進(jìn)行繁育，以對(duì)抗饑餓。

　　當(dāng)這些非洲植物抵達(dá)泰國后，泰國科學(xué)家將其與亞洲木薯品種進(jìn)行雜交，并篩選以獲得“后代”，Rabbi和同事?lián)藢ふ矣糜陬A(yù)測(cè)植物對(duì)抗花葉病毒以及其他12種性狀的遺傳標(biāo)記。這些性狀包括葉子顏色以及每個(gè)根的可食用淀粉量。

　　這些遺傳標(biāo)記曾幫助尼日利亞研究人員繁育出8種目前正在該國試驗(yàn)田生長的木薯?？茖W(xué)家和農(nóng)民將把它們同現(xiàn)有廣泛使用的*木薯品種進(jìn)行比較。

　　11月的一個(gè)炎熱下午，Rabbi和“下一代木薯育種工程”負(fù)責(zé)人、IITA 遺傳學(xué)家Chiedozie Egesi在繁育木薯新品種的試驗(yàn)田中漫步。他們討論如何幫助農(nóng)民使用新木薯品種的農(nóng)藝，以及經(jīng)濟(jì)策略，比如創(chuàng)造針對(duì)這些作物的市場(chǎng)。“我們不能只坐在房間里，然后確保這些木薯表現(xiàn)得完美就可以了。”Egesi說，“我們正在將其帶往出現(xiàn)問題的地方，并且一直研究如何讓我們的科學(xué)研究派上用場(chǎng)。”

　　問題根源

　　木薯是三大洲自給農(nóng)業(yè)農(nóng)民的主要生計(jì)來源，因?yàn)樗茉谪汃さ耐寥乐猩媲夷透珊担送?，其根部可隨時(shí)收獲。不過，木薯的產(chǎn)量地理差異很大，在非洲生長的木薯每公頃平均產(chǎn)出8.8噸可用根，而在美洲和亞洲，每公頃的產(chǎn)量分別為13噸和22噸。

　　研究人員一直試圖通過進(jìn)口亞洲和南美洲品種改善非洲農(nóng)民的處境。不過，這些外來植物難以對(duì)抗非洲病原體，因此“表現(xiàn)得很糟糕”。

　　事實(shí)證明，繁育生命力更強(qiáng)的雜交品種具有挑戰(zhàn)性。研究人員要花費(fèi)5年時(shí)間繁育，才能獲得一個(gè)有價(jià)值的雜交品種。此后，育種者還必須用約1年的時(shí)間種植試驗(yàn)性植物，以及評(píng)估根系的質(zhì)量——這需要收割、浸泡、切塊并且晾干，之后為剩余淀粉稱重。即便這樣，高產(chǎn)量的木薯暴露于惡劣的環(huán)境下也可能出問題。

　　這種低效的繁育過程浪費(fèi)土地、人力和金錢。同時(shí)，盡管木薯是非洲人碳水化合物食物的*來源之一，但從全球銷量和研究經(jīng)費(fèi)的角度看，玉米、小麥和水稻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了它。“下一代木薯育種工程”旨在通過利用基因測(cè)序辨別優(yōu)質(zhì)雜交品種，加速繁育生命力更強(qiáng)的木薯并且提高產(chǎn)量。項(xiàng)目研究人員還致力于刺激市場(chǎng)投資，他們通過與打算購買并處理由小規(guī)模農(nóng)場(chǎng)主種植的木薯根部的尼日利亞企業(yè)家進(jìn)行對(duì)話加以實(shí)現(xiàn)。

　　澳大利亞墨爾本莫納什大學(xué)植物科學(xué)家Ros Gleadow表示，這項(xiàng)努力早就該進(jìn)行了。“木薯*終獲得認(rèn)可，真是太棒了。”Gleadow說。

　　日益增長的雄心

　　正在試驗(yàn)田生長的8個(gè)木薯品種是IITA團(tuán)隊(duì)*輪作物繁育的產(chǎn)品。研究人員分析了2013年發(fā)芽的約2500株幼苗的DNA，并且基于同特定性狀存在關(guān)聯(lián)的基因序列辨別出有前景的品種。Rabbi介紹說，2018年10月分析的數(shù)據(jù)顯示，擁有同高含量β—胡蘿卜素相關(guān)的遺傳指紋的幼苗，有83%的幾率按預(yù)測(cè)的水平“排放出”這種營養(yǎng)物質(zhì)。β—胡蘿卜素是維生素A的前體，而后者在很多非洲人的飲食中完全缺失。同時(shí)，研究表明，擁有抵抗木薯花葉病的遺傳標(biāo)記的品種在約60%的時(shí)候具備抗性。

　　“基因組選擇并非靈丹妙藥。”Rabbi說，“但田間測(cè)試花費(fèi)太高，這種方法至少能幫助你減少費(fèi)用。”

　　全球育種者已利用尼日利亞中心的數(shù)據(jù)測(cè)試木薯品種對(duì)花葉病的抗性。枯萎病病毒通過粉虱擴(kuò)散，會(huì)抑制木薯根部生長。這些病毒早在非洲肆虐，導(dǎo)致了上世紀(jì)20年代和90年代的饑荒。2015年，一種毒株出現(xiàn)在柬埔寨。

　　在木薯受導(dǎo)致花葉病的病毒侵害*嚴(yán)重的泰國、南美洲和太平洋島國，農(nóng)民們希望通過傳統(tǒng)育種，將來自非洲的抗性等位基因混合進(jìn)他們的作物中。一株哥倫比亞木薯和一個(gè)尼日利亞品種之間的此類雜交受助于“下一代木薯育種工程”研究人員辨別出的標(biāo)記物，目前正在IITA附近的測(cè)試田中生長。

　　2020年，科學(xué)家將從目前表現(xiàn)*的8個(gè)品種中選擇一些植株，并在尼日利亞種植。他們還正同泰國、老撾、巴西、烏干達(dá)和坦桑尼亞的研究者就把木薯品種運(yùn)送到這些地方進(jìn)行討論。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)正試圖尋找辦法，幫助農(nóng)民采用新產(chǎn)品。

　　“播種”解決方法

　　2005年，一株木薯品種受到了科學(xué)家、援助機(jī)構(gòu)和各媒體的吹捧，該品種是通過比爾和梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)資助的1200萬美元項(xiàng)目培育的。該項(xiàng)目名為“木薯生物營養(yǎng)促進(jìn)計(jì)劃”，旨在通過基因改造一個(gè)木薯品種，將鐵、鋅和其他營養(yǎng)物質(zhì)包括進(jìn)來。Egesi知道，極少有非洲農(nóng)民能負(fù)擔(dān)得起使作物存活所需的開支，包括殺蟲劑。“我以前是個(gè)害羞的人，但現(xiàn)在四處發(fā)言。”Egesi說，“我正在確保我們想到了所有事情，而不是技術(shù)本身。”

　　當(dāng)尼日利亞農(nóng)民被問及為何不更多地種植其喜愛的木薯品種時(shí)，他們通常的回答是沒有足夠的作物。木薯通過播種成熟植株的莖稈進(jìn)行繁殖，而非播撒種子，每個(gè)剪下的莖稈長出其“父母”的“克隆體”，因此在一塊田地種滿同一品種耗時(shí)很長。同時(shí)，長期按照此方法種植，木薯品種質(zhì)量會(huì)下降，因?yàn)?ldquo;克隆體”遺傳了來自“父母”的病原體并且產(chǎn)生突變，從而導(dǎo)致“突變?nèi)诮?rdquo;。

　　2016年，IITA遺傳學(xué)家Elohor Mercy Diebiru-Ojo和同事開發(fā)了一種新方法：針對(duì)木薯的*半水培系統(tǒng)。在Diebiru-Ojo實(shí)驗(yàn)室的熒光燈下，纖細(xì)的木薯芽在充滿潮濕土壤的透明塑料箱子中生長。每?jī)芍?，該團(tuán)隊(duì)會(huì)剪掉分枝的芽，并且將片段移植到另一個(gè)箱子中。2個(gè)月內(nèi)，他們利用一株已經(jīng)能在戶外種植的木薯產(chǎn)生了100株幼苗。

　　Diebiru-Ojo說，她知道一些農(nóng)民表示愿意為這種優(yōu)質(zhì)作物掏錢包。她希望，這會(huì)促進(jìn)高質(zhì)量木薯芽的銷售，從而使相同的作物不會(huì)被克隆很多代。“當(dāng)這個(gè)項(xiàng)目結(jié)束時(shí)，我想讓該系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。”

　　如果新品種無法生根，病毒*終將“如愿以償”。Egesi站在木薯田中向外凝望時(shí)說，“看到這些木薯沒有表現(xiàn)出疾病跡象，我真的非常激動(dòng)。一旦這些品種通過政府審批，我們會(huì)在*時(shí)間將其推廣給人們”。

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