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《Nature | 利用土地品种多样性促进小麦育种》

  • 编译者： 李康音
  • 发布时间：2024-06-22

  • 2024年6月17日，中国农业科学院（深圳）农业基因组研究所程时锋团队联合国内外优势单位在Nature发表了题为Harnessing Landrace Diversity Empowers Wheat Breeding的研究论文。

    随着全球人口不断增长、极端恶劣环境日益频发、小麦新品种培育的遗传增益效应逐渐减缓等一系列挑战，科学家们需要寻找提高小麦产量、品质、抗逆性和适应性的有效途径，以保障全球粮食安全和农业可持续性发展。挖掘和利用小麦的遗传和表型多样性，开发高效精准的表型鉴定、基因发现和育种应用的小麦基础科研资源和技术平台，是突破小麦育种障碍、开展小麦全基因组设计育种、并培育新一代高产优质小麦品种的必然之路。

    该研究引进了英国John Innes Centre研究所保藏的百年前收集的来自世界三十多个国家的全套小麦种质资源（827份A.E. Watkins小麦地方品种和220份全球现代品种），开展了小麦群体全基因组变异图谱构建、大规模的表型鉴定、遗传作图群体构建，以及挖掘了控制137个性状背后的侯选基因、单倍型和相关变异等系列工作。

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相关报告

  • 《FAO推广保护小麦地方品种和遗传多样性的新项目》
    • 来源专题：农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者：李楠
    • 发布时间：2017-11-28
    • 粮食和农业植物遗传资源国际条约（International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture，ITPGRFA）是联合国粮食及农业组织（FAO）于2001年批准的一项协议，旨在通过世界植物遗传资源的保护、交流及可持续利用等措施来实现粮食保障。通过建立这样的全球体系，农民、植物育种人员和科学家可获取并提供植物遗传材料，进而使ITPGRFA签署国获取具有抗旱、抗虫害及抗其他灾害特性的高品质、高营养农作物。 在阿富汗、伊朗和土耳其的边远山区小农场，小麦地方品种，即极具多样性的传统本地品种，种植最为普遍，这是由于它们产量稳定、产品质量高。然而，这些地区也极易受到气候变化的影响，如频繁的降水、干旱和高温。此外，当地农民没有足够能力保护并改善本地品种，现代品种又在不断推广，本地品种正在以惊人的速度逐步消失，大大减少了重要的农场小麦多样性。 为了促进小麦生产多样化，增强阿富汗、伊朗和土耳其3国农作物抵抗气候变化的能力，ITPGRFA于2016年初启动小麦地方品种项目（Wheat Landraces project）旨在通过农户提升种子产量和推广后进行评估、精选及运送至目标团体等方式来维持、改善这3个国家的本地品种。这一项目由国际玉米小麦改良中心（International Maize and Wheat Improvement Center，CIMMYT）土耳其分部牵头，选择抗旱和抗高温的小麦本地品种，随后培植含有这一特质的胚质，并将这一成果分享给其他地区。项目也包括对农民的培训，告诉农民如何使用新型可持续的方法种植小麦本地品种，以及保持生物多样性的重要意义。CIMMYT已在3个目标国家开展了多次有关本地品种可持续发展与保护的教育研讨会。例如，2017年6月，阿富汗、伊朗和土耳其3个国家的300多位农民、技术推广员和研究人员参加了关于小麦本地品种保护、可持续农业实践及田间制种等议题的培训活动。此外，针对项目的进展和未来发展目标，土耳其和伊朗的农民、政策制定者、国际组织代表、技术推广员也参加了项目评估活动。该项目将继续拓展对本地小麦品种的评估，帮助3个国家的农业团体更多地采用改进的本地小麦品种。 （编译 李楠）
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  • 《《全球生物多样性展望》》
    • 来源专题：生物科技领域知识集成服务
    • 编译者：陈方
    • 发布时间：2020-11-17
    • 2020年9月15日，联合国《生物多样性公约》秘书处发布了第五版《全球生物多样性展望》（GBO-5），针对自然的现状提供了最权威评估。GBO-5分为生物多样性促进可持续发展、2020年生物多样性现状以及通往2050年生物多样性愿景之路三部分，其对实现当前爱知生物多样性目标的进展情况进行了最后评估，并借鉴本世纪头二十年的经验教训，指明为实现世界各国政府商定的2050 年“与自然和谐共处”愿景所必需的改变。 1. 生物多样性促进可持续发展 （1）《2011—2020年生物多样性战略计划》 2010年，GBO-3为世界各国政府在商定具有历史意义的《2010-2020年生物多样性战略计划》时所采用的方法提供了背景，使全球社会共同认识到从多个方面入手解决这一问题的必要性；2010年商定的战略包括五项战略目标和20项爱知生物多样性目标，并包括执行、监测和审查方面的支助机制，目标是采取有效的紧急行动，实现2050年生物多样性愿景，即“与自然和谐相处”；2014年，GBO-4成为通往2020年目标的中期检查点，其概述了在每个目标领域中可能采取的行动，加紧实施这些行动有望促进战略计划目标的实现；2015年9月联合国大会通过了一项关于人、地球与繁荣的全面行动计划，题为《变革我们的世界》的《2030年可持续发展议程》包括17项可持续发展目标（SDG），并包括169项为这些目标提供支持的具体目标，各项可持续发展目标被视为“一个整体，不可分割”；2015年还通过了《巴黎气候变化协定》，达成了一项全球共识，将大大降低气候变化的风险和影响并提高适应气候变化的能力，气候变化将成为导致生物多样性丧失越来越重要的驱动因素。 （2）生物多样性平台与实现变革性改变的必要性 生物多样性和生态系统服务政府间科学-政策平台（IPBES）充分描述了生物多样性面临着何等规模的挑战和机遇，特别是2019年发布的《生物多样性和生态系统服务全球评估报告》，其中提请全世界关注生物多样性和大自然对人类的贡献所面临的令人震惊的趋势。IPBES和政府间气候变化专门委员会（IPCC）进行的最新评估都表明，需要实现变革性改变，以解决导致变化的根本性驱动因素，并着重指出现在和今后十年采取行动的紧迫性。国际社会集中关注可持续发展，将其作为本世纪的一个紧迫议程，特别是在政治和公众对话中强调应对气候变化，认为这是一个高度迫切的生存问题，从而为把生物多样性问题纳入主流提供了机会。在就更广泛的可持续发展议程做出选择时，必须把生物多样性充分考虑在内。 2. 2020年生物多样性现状—爱知生物多样性目标的实现进度 鉴于大多数爱知生物多样性目标都规定了2020年的最后期限，因此GBO-5这部分实质上是对20项爱知生物多样性目标中每一项的实现进度进行的最终评估。但总体来看，在全球层面，虽然大多数爱知生物多样性目标取得了重大进展，但20个目标没有一个完全实现，仅有6个目标部分实现。 目标1：人们认识到生物多样性价值及采取哪些措施保护生物多样性（没有实现） 过去十年中听说过生物多样性并了解这一概念的人的比例明显增加。 年轻人对生物多样性的了解似乎增加得更快。最近一项调查显示，在生物多样性最丰富的国家，超过三分之一的人对生物多样性的价值以及保护和可持续利用生物多样性所需的步骤有较全面的认识。 目标2：将生物多样性价值酌情纳入战略和规划进程、核算和报告系统（没有实现） 许多国家报告了将生物多样性纳入各种规划和发展进程的例子。将生物多样性价值纳入国家核算和报告系统的国家呈稳步上升趋势。与此同时，没有多少证据表明生物多样性已经按照目标的要求真正纳入发展和减贫规划。 目标3：消除或改革危害生物多样性的奖励措施、制定有利的积极奖励措施并顾及国家社会经济条件（没有实现） 总体而言，过去十年在取消、淘汰或改革补贴和其他可能危害生物多样性的奖励措施，以及在为生物多样性保护和可持续利用制定积极奖励措施方面，进展甚微。甚至采取措施查明危害生物多样性奖励措施的国家也很少，而在渔业和控制去森林化等领域，有害补贴远远超过积极奖励措施。 目标4：可持续的生产和消费、并将使用自然的影响控制在安全生态限度内（没有实现） 虽然越来越多的政府和企业正在制定可持续生产和消费计划，但这些计划的实施规模不足以消除不可持续的人类活动对生物多样性造成的负面影响。虽然自然资源得到更有效的利用，但对资源的总需求量继续增加，因此使用自然资源的影响仍然远远超过安全的生态限度。 目标5：所有自然生境丧失速度至少减少一半、大幅度减少退化和破碎情况（没有实现） 最近的去森林化速率低于前十年，但只低三分之一左右，一些地区的去森林化速率可能会再次加快。在森林和其他生物群落，尤其是热带地区生物多样性最丰富的生态系统，生境丧失、退化和破碎程度仍然很高。荒野和全球湿地持续减少。河流破碎化仍然是淡水生物多样性面临的一个严重威胁。 目标6：所有鱼群和无脊椎动物种群和水生植物都实行可持续管理、所有枯竭物种的恢复计划和措施到位、渔捞不产生重大有害影响、把渔捞影响限制在安全生态限度内（没有实现） 虽然一些国家和地区在实现这一目标方面取得了实质性进展，但三分之一的海洋鱼类种群被过度捕捞，比例高于十年以前。许多捕捞活动仍在造成不可持续的影响，例如非目标物种副渔获物量和破坏海洋生境。 目标7：农业、水产养殖以及林业的可持续管理（没有实现） 近年来采取农民主导的农业生态学等做法，大力推广可持续农业、林业和水产养殖，全球化肥和农药使用率稳定，不过用量很高。虽然取得了这些进展，但是粮食和木材生产景观中的生物多样性继续下降；粮农生产仍然是全球生物多样性丧失的主要驱动因素之一。 目标8：将污染控制在不危害生态系统功能和生物多样性的范围内（没有实现） 污染，包括过分养分、农药、塑料和其他废物造成的污染，仍然是生物多样性丧失的一个主要驱动因素。尽管人们日益努力改进肥料的使用，但养分水平仍然危害生态系统功能和生物多样性。塑料污染在海洋和其他生态系统中积累，已对海洋生态系统造成严重影响，对其他生态系统的影响尚不为人知。许多国家采取措施尽量减少塑料废物，但不足以减少这一污染源。 目标9：外来入侵物种、进入渠道得到鉴定和排定优先次序，优先物种得到控制或根除、进入渠道得到管理以防止入侵外来物种的进入和扎根（部分实现） 过去十年间，根据外来入侵物种构成的风险及其管理可行性，对其进行鉴定和排定优先次序上，取得了良好进展。多项根除外来入侵物种，尤其是岛屿上的入侵哺乳动物的方案取得成功，惠及本地物种。然而，在全部的入侵物种发生面前，这些成功微不足道。并无证据表明入侵物种的引进数量有所减少。 目标10：到2015年减少对珊瑚礁和脆弱生态系统的多重人为压力，维护其完整性和功能（未能在2015年规定日期完成，到2020年也没有实现） 受气候变化和海洋酸化影响的珊瑚礁和其他易危生态系统仍面临多重威胁。过度捕捞、营养盐污染和沿海开发加剧了珊瑚白化效应。在所有被评估的种群中，珊瑚的灭绝风险增长最为迅速。一些地区硬珊瑚覆盖率显著下降，珊瑚物种也发生变化，支持多样化珊瑚礁生境的能力下降。其他生态系统，尤其是山区和极地地区的生态系统，受气候变化影响严重，其他压力也加剧了影响。 目标11：至少17%的陆地和内陆水域得到保护、10%的沿海和海洋区域得到保护、具有特殊重要性的区域得到保护、保护区在生态上有代表性、保护区得到有效而公平的管理、各保护区的相连性好且融为一体（部分实现） 地球上陆地和海洋被指定为保护区的比例很可能会实现2020年的目标，如果考虑到其他有效地区保护措施和未来的国家承诺，也可能会被超越。然而在确保保护区保护最重要的生物多样性区域，在生态上有代表性，相互连接并与更广泛的陆地景观和海洋景观相连，并得到公平和有效管理等方面，进展却比较有限。 目标12：已知濒危物种免遭灭绝、且其保护状况得到改善和维持（没有实现） 平均而言物种继续趋近灭绝，然而如果没有过去十年采取的保护行动，鸟类和哺乳动物的灭绝数量至少会高出两到四倍。在经过充分评估的生物分类组别中，除非导致生物多样性丧失的驱动因素大幅减少，否则近四分之一（23.7%）的物种将濒临灭绝，所有组别中估计有100万个濒危物种。自1970年以来脊椎动物种群平均下降了三分之二以上。 目标13：保持栽培植物、养殖和驯养动物、野生亲缘物种以及宝贵物种的遗传多样性，制定并执行减少基因损失和保护其遗传多样性的战略（没有实现） 栽培植物、养殖和驯养动物以及野生亲缘物种的遗传多样性依然受到侵蚀。异地种子库有助于保障保护要粮食作物的野生亲缘品种，对未来的粮食安全很重要，但重要粮食作物的野生亲缘品种样品收集很少。濒临危险或灭绝的牲畜品种的比例正在增加，尽管速度比前几年要慢，这表明在防止传统品种衰减方面取得了一些进展。养殖鸟类和哺乳动物的野生亲缘物种更接近灭绝。 目标14：带来重要服务的生态系统得到恢复和保障，同时顾及妇女、土著和地方社区以及贫穷和脆弱群体的需要（没有实现） 生态系统提供社会所依赖的重要服务的能力继续下降，因此大多数生态系统服务（自然对人类的贡献）都在下降。总体而言，贫困和脆弱社区以及妇女因这一下降而受到特大影响。平均而言，负责授粉的哺乳动物和鸟类物种正在走向灭绝，食用和医用物种也是如此。 目标15：生态系统的复原力和生物多样性对碳储存的贡献得到加强从而对气候变化的减缓与适应以及防治荒漠化做出贡献（没有实现） 到2020年恢复15%退化生态系统这一目标进展有限。尽管如此，许多区域正在实施或提出宏伟的恢复方案，可能在加强生态系统复原力和维持碳储量方面取得重大进展。 目标16：到2015年《名古屋议定书》根据国家立法生效和实施（部分实现） 《关于获取遗传资源以及公正和公平地分享其利用所产生惠益的名古屋议定书》于2014年10月12日生效。截至2020年7月，已有126个公约缔约方批准了《议定书》，其中87个缔约方出台了国家遗传资源获取和惠益分享措施，设立了国家主管部门。可以认为《议定书》已经实施。 目标17：到2015年各缔约方已制定、作为政策工具通过和开始执行一项有效、参与性的最新国家生物多样性战略和行动计划（部分实现） 截至本目标规定的2015年12月最后期限，有69个缔约方提交了在通过《战略计划》之后编制、修订或更新的国家生物多样性战略和行动计划（National Biodiversity Strategies and Actions Plans，NBSAP）。后来又有101个缔约方提交了NBSAP，因此到2020年7月，已有170个缔约方按照《战略计划》制定NBSAP，占《公约》缔约方的85%。然而这些NBSAP在多大程度上已被采纳为政策工具，并以有效和参与性的方式在实施，情况各不相同。 目标18：传统知识、创新和做法得到尊重并纳入《公约》中，并在土著和地方社区在各国相关层次上的有效参与下，充分地纳入和反映在《公约》的执行工作中（没有实现） 无论是在全球政策论坛还是在科学界，人们越来越认识到传统知识和可持续习惯使用的价值。然而尽管有些国家取得了进展，但显示传统知识和可持续习惯使用得到广泛尊重和/或反映在与执行《公约》有关的国家立法中或土著人民和地方社区在多大程度上有效参与相关进程的信息有限。 目标19：生物多样性知识、科学和技术已经提高、广泛分享和转让及适用（部分实现） 2010年以来，在生物多样性知识和数据的生成、共享和评估方面取得了重大进展，大数据汇总、建模和人工智能方面的进步为增进对生物圈的了解提供了新机遇。然而在研究和监测的位置以及分类重点方面仍存在严重不平衡。在生物多样性丧失对人类造成的后果方面仍存在信息空白，生物多样性知识在决策中的应用有限。 目标20：依照“资源动员战略”的综合和商定进程较大程度的增加从所有来源动员的财政资源。这一目标将视各缔约方制定和报告的资源需要评估发生变化（部分实现） 过去十年一些国家用于生物多样性的国内资源有所增加，而其他国家基本保持不变。依靠国际资金和官方发展援助，可用于生物多样性的财政资源大约翻了一番。但若考虑到生物多样性资金的所有来源，生物多样性资金的增加似乎不足以满足需求。此外这些资源因补贴对生物多样性有害活动而左支右绌。较少国家在确定资金需求、缺口和优先事项以及制定国家财政计划和评估生物多样性价值上取得进展。 3. 通往2050年生物多样性愿景之路 《2011-2020年生物多样性战略计划》以“与大自然和谐相处”为题，描述了商定的2050年生物多样性长期愿景，为短期和中期行动确定了框架。虽然上一个十年设定的战略目标和具体目标进展有限，但2050年生物多样性愿景仍然是今后指导全球生物多样性行动的基准。 对爱知生物多样性目标的评估清楚显示，继续走“一切照旧”老路将使生物多样性愿景遥不可及。要实现人与自然和谐相处，需要实现土地和森林转型、可持续淡水转型、可持续渔业和海洋转型、可持续农业转型、可持续粮食系统转型、可持续城市和基础设施转型、可持续气候行动转型以及涵盖生物多样性的一体健康转型八个方面的转变。每个领域的转型都有一个共同点，即确认人类的所有活动和福祉都依赖生物多样性，确认当前的经济和其他行为模式对生物多样性的负面影响。多重证据表明，实现2050年生物多样性愿景取决于在多个领域共同采取一系列行动，否则即使一个领域最密集的努力也不能成功“扭转生物多样性丧失的曲线”。 宋琪 摘编自https://www.cbd.int/gbo/gbo5/publication/gbo-5-zh.pdf 原文标题：第五版《全球生物多样性展望》
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