作者:高雅丽 来源:中国科学报 发布时间:2022/10/3 17:45:51
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北美未来气候变化速率可能超过小麦育种效率

 

近年来,席卷全球的高温热害已成为限制小麦生产的突出问题,如何通过育种提升小麦的气候适应性也成为全球研究热点。但由于数据的缺失,真实小麦育种对气候变化究竟有多大适应作用尚不清楚。

近日,中国科学院大气物理研究所研究员张天一和中国农业科学院研究员贺勇联合国内外12家科研机构,收集了1961-2018年北美92个小麦育种站的85770条数据,针对北美小麦育种对气候变化的真实响应和适应作用提出第一手经验证据。相关研究发表在《自然-通讯》。

研究结果显示,1961-2018年冬小麦和春小麦品种对气候的响应是不同的,主要原因在于北美冬小麦和春小麦新品种和对照品种对于极端高温有响应差异。具体而言,对于冬小麦来说,温度每增加1oC,新品种产量降低3.6%,对照品种产量降低5.5%,这说明冬小麦育种的耐热性是增加的;对于春小麦而言,温度每增加1oC,新品种产量降低7.5%,对照品种产量降低7.1%,说明春小麦育种的耐热性并没有提升甚至有可能下降。

基于历史上冬春小麦的育种趋势,研究团队进一步预估了未来气候变化趋势对不同小麦品种的影响。研究发现,未来增温造成小麦生长季极端高温出现概率显著增加,这造成未来气候变暖对产量的负面影响逐渐超过育种优势。据估测:按照当前育种效率,当温度增加6.0oC时,冬小麦新品种产量将下降到基准气候中对照品种的产量水平;对于春小麦来说,该温度阈值是3.6oC。

因此,研究团队认为,真实的小麦育种在耐热性上的表现并不乐观,如何通过育种手段应对越发严重的高温热害对于小麦育种家来说依然是一个重大的挑战。

“使用常规小麦育种方法育成一个新品种需要花费至少10年时间,这可能慢于未来气候变暖的发展态势。因此,鉴定小麦耐热基因,构建基于基因选择技术的小麦育种新方法,提高育种速率,优化小麦种质,切实增强小麦育种耐热性,对规避由气候变化引起的粮食安全问题具有重要科学意义。”张天一说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-022-33265-1

 

 
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