长期投资:培育更好的小麦,发展更强大的产业

密歇根州立大学AgBioResearch植物育种家埃里克·奥尔森(Eric Olson)领导的小麦育种和遗传项目的核心是确保密歇根州农民拥有最好的工具来应对新出现的挑战,并继续以创纪录的水平生产。bob体育登录

麦田

小麦可以被正确地称为美国农业的基石之一。bob体育合法吗早在15世纪,殖民者就将小麦带到了西半球,现在几乎每个州都在种植小麦,全国产量估计接近600亿吨。然而,并非所有的小麦都生而平等。

根据美国农业部的数据,美国种植的几乎所有小麦——大约70%到80%——都被认为是冬小麦,在秋天种植,夏末收割。bob体育合法吗但冬小麦本身被分为两个市场类别:硬冬小麦,其特点是高水平的面筋蛋白,主要用于制作酵母面包的面粉;而柔软的冬小麦,含有相当少的面筋,被用于制作蛋糕、饼干和其他烘焙食品的特殊面粉。

密歇根州拥有超过60万英亩土地和遍布50个县的8000名农民,小麦产量在全国排名第12位。根据密歇根小麦计划,2016年是该行业创纪录的一年,密歇根州小麦农民生产了5100万蒲式耳收获的谷物,价值约3.88亿美元。

很大程度上是因为密歇根州潮湿潮湿的气候,该州绝大多数的小麦作物(近99%)都是软冬小麦。确保密歇根州农民拥有最好的工具来应对新出现的挑战,并继续以创纪录的水平生产,这是密歇根州立大学(MSU)小麦育种和遗传项目的核心,由MSU AgBioResearch植物育种家Eric Olson领导。BOB体育bob体育登录

“这一切都是为了让种植者的利润最大化,”密歇根州立大学植物、土壤和微生物科学系的助理教授奥尔森说。“密歇根州的大部分小麦产量取决于种植的品种,提高和保护产量的遗传潜力是我们的首要任务。”

为了培育最好的软冬小麦新品种,并尽快将它们送到农民手中,奥尔森的团队将传统的植物育种技术与尖端的基因组技术相结合。传统上,植物育种家会选择一对现有的小麦品种,它们表现出有希望的特征——通常是一个产量非常高,另一个具有特别高的抗病、抗旱或抗虫害能力——在实验室中杂交,并在田间种植。他们将在数年的时间里观察后代是否继承了母体植物的理想特征。

最近的技术发展为团队提供了大大加快这一过程的能力。通过一种称为基因组选择的技术,奥尔森的团队能够阅读和分析基因型,即他们在第一次杂交时培育的新品种的遗传信息的收集。这有助于在实验室中预测它们在进入野外之前的表现。

“通过这样做,我们能够测试最好的,最有前途的植物,”奥尔森说。“基因分型的成本是田间单个地块成本的25%。我们还可以在温室里循环种植几代植物,而不是把每一株都培育到成熟。我们在短短八个月内取得了六年的进步。”

奥尔森的团队每年制作800多个新的杂交品种,并监测密歇根州立大学校园和该州各地农场的近12000个试验田。在这些品种中,只有两到四种具有足够的质量,可以作为新品种投放到更广泛的小麦行业。

“提高粮食产量是我们育种的首要目标,”奥尔森说。“我们的第二大优势是抗病性,特别是对赤霉病的抗病性,因为植物病害是作物产量的主要威胁。”

除了培育新品种外,奥尔森的团队还对小麦遗传学进行了基础研究,并将遗传信息添加到他们的育种资源库中。bob体育登录目前,他们正致力于从山羊草中克隆新的抗病基因,山羊草是一种来自近东的草,是与栽培小麦最接近的野生亲戚。

特别是,该团队已经发现了几个抗条纹锈病的基因——一种真菌疾病,上个季度在密歇根流行开来。他们还在研究通过最大限度地利用光合作用产生的能量来提高粮食产量的基因。

奥尔森说:“通过研究野生动物的遗传物质,我们能够找到抗病和产量的新来源。”“我们正在增加我们必须研究的基因库的深度。”

在2013年接管密歇根州立大学小麦育种和遗传学项目后,奥尔森继承了一个致力于帮助改善全州农民的商业和生计的项目,这个项目背后已经有多年的辛勤工作和敬业的科学家。

“小麦育种是一项长期投资,因为它对农村经济有影响,”奥尔森说。“bob体育合法吗农业是一个相互关联的企业网络,它们相互依赖,但这一切都始于田间。如果农田产量更高,如果农民的利润更高,这意味着他们会购买更多的设备,扩大经营规模,并在行业的各个层面创造和维持更多的就业机会。每个人都受益,我们在这里帮助确保这是现实。”

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