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作物科學家必須抓住新技術,實現面向未來的糧食系統

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Joe Tohme是 國際生物多樣性聯盟和國際熱帶農業中心營養與健康作物主任。

本客座評論中表達的觀點是作者自己的觀點,並不一定反映AFN的觀點。


農業可能是世界上最古老的職業之一;但是,如果它要有任何未來,它將越來越需要依靠新的技術突破來應對氣候變化的生存威脅。

在世界各地,氣溫上升正在迅速加速第 六次大規模滅絕,包括對各國經濟和糧食安全至關重要的主食的消失。 世界上最重要的作物,包括玉米、豆類和馬鈴薯等 70多種野生近緣 種,正面臨被永遠消滅的危險。

對於那些致力於將作物生物多樣性從最低點中拯救出來並保護糧食系統免受未來極端天氣影響的人來說,前進的道路是清晰的。 作物科學家必須利用正在出現的新工具,包括來自其他學科的工具,在捍衛全球糧食安全和阻止滅絕浪潮的競賽中。

面對保護世界現有作物的雙重挑戰,同時開發更堅硬的品種來養活變暖的世界,哥倫比亞新的 未來種子 基因庫等設施的作物科學家越來越多地利用基因組測序,人工智慧(AI)和機器學習來使我們的農業資源庫面向未來。

通過這樣做,作物科學家在抗擊生物多樣性喪失、氣候變化和饑餓的鬥爭中創造了公平的競爭環境,一系列技術進步處於最前沿。

例如,人工智慧驅動的工具,如尖端的預測技術,可以幫助科學家找到作物多樣性的最後堡壘,這些堡壘是野生親緣種數量不斷減少的家園。 這對於在生態系統因城市化或環境壓力而喪失之前識別和保護這些物種至關重要。

然後,實地專家可以更準確、更有信心地將他們的收集工作定位到這些地區,確保在物種和品種(每個物種和品種都具有獨特的有利性狀)永遠消失之前,繼續用樣本補充世界基因庫。

同時,人類基因組學的最新發展也為作物測序提供了更具成本效益的工具;但是,傳統上,對作物物種的植物生長和性能特徵進行疾病和耐熱性編目的成本非常高昂。

然而,新的人工智慧工具可以快速有效地分析和分類基因庫持有的大量數據,並通過使用機器人感測器、衛星圖像和無人機來加快收集過程。

然後,人工智慧工具可以幫助科學家更容易地確定特定的理想特徵,例如對熱的耐受性,水分脅迫或特定疾病,這些特徵可用於培育抵禦氣候變化影響所需的更具彈性的作物。

最後,預測技術還可以提供對特定地區局部氣候條件的預測,從今天開始的幾年。 例如,這可能包括某個地區是否有望獲得更多或更少的降雨,或者更高的溫度 – 這可能會極大地影響當地作物的適宜程度。

通過使用這些預測,作物科學家可以更自信地識別當今氣候相似的位置,使他們能夠根據我們周圍世界已經擁有的真實氣候和地理數據來評估特定的未來需求。 這反過來又可以指導開發和育種為未來條件量身定製的新品種的過程。

幾十年來, 國際熱帶農業中心(International Center for Tropical Agriculture) 等組織在保護大量植物遺傳物質方面發揮了至關重要的作用。 這可以用來説明研究人員解開作物的秘密,在全球氣候變化不斷變化的挑戰中確保全球糧食安全。

新技術現在位於未來種子基因庫的同一屋簷下,為世界各地的作物科學家提供了以更高的準確性,速度和更高的成功率實現這一目標的機會,從而創建了一個從一開始就內置了彈性的未來糧食系統。

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