早在人们开始有农业记录之前,他们就开始种植大豆了。东亚的考古发掘表明,这种作物的驯化可以追溯到近9000年前。从那时起,大豆种植已经扩展到全球几乎每一个角落。
虽然生大豆对包括人类在内的大多数哺乳动物都是有毒的,但煮熟的大豆是蛋白质、膳食纤维、铁、锰、磷和维生素B等必需营养物质的绝佳来源。
大豆油在烹饪、烘焙和食品加工,以及生物柴油生产和其他工业应用中发挥着重要作用。豆粕——提取油后剩下的植物物质——是世界各地牲畜饲料的可靠来源。和其他豆类一样,大豆也具有固氮作用,通过恢复种植玉米等其他主要作物期间损失的氮来改善土壤健康。
非尼哈Tukamuhabwa,该中心主任Makerere大学自1990年以来,乌干达农bob体育登录业研究所一直在研究和培育满足乌干达农民需求的大豆品种。
“当我在研究生院的时候,我读了很多关于大豆对经济发展的潜力,”Tukamuhabwa说,他也是农业科学院的副教授农业生产部在大学里。“当时它在乌干达是一种相对未开发的作物,但对我们的农民来说已经变得非常重要。”
大豆于1858年传入非洲,当时在埃及首次种植。今天,非洲54个国家中有47个国家种植大豆,其中包括乌干达。
乌干达农民于1913年开始种植大豆。在整个20世纪20年代和30年代,科学家开发了适合乌干达特定气候条件的大豆品种。大豆生产在第二次世界大战期间蓬勃发展,当时大豆是盟军蛋白质和食用油的重要来源。随着战争的结束,大豆产量下降,但在20世纪70年代,由于人们对主要作物重新产生了兴趣,大豆产量再次上升。从那时起,开始了一场严肃的大豆研究,以开发现代品种和作bob体育登录物管理系统。
根据世界粮食计划署的数据,自第二次世界大战结束以来,乌干达的大豆产量增加了两倍多联合国粮食和农业组织bob体育合法吗.如今,这种作物为美国经济贡献了大约4500万美元。加工设施已建成,将生大豆加工成大豆油、大豆饼、牲畜饲料和其他产品。
确保乌干达农民能够成功种植大豆对研究人员来说是一个持续的挑战。bob体育登录随着大豆锈病等病害对作物的威胁,常规育种抗病品种的工作变得更加紧迫。然而,疾病并不是农民在农田中面临的唯一挑战。
Tukamuhabwa估计,乌干达大豆生产成本的近50%用于除草和苗床准备。这种主要由手工完成的劳动困难、昂贵和耗时,限制了乌干达农民的盈利能力,他们中的许多人是小农,无法获得先进的设备和在更发达国家可以获得的广阔土地。
新技术,新可能性
2015年,Tukamuhabwa参加了在巴西为非洲科学家和政策制定者举办的研讨会。这次聚会是由非洲生物安全专家网络该网络于2008年由密歇根州立大学(MSU)和哈佛大学(harvard University)合作推出BOB体育非洲发展新伙伴关系.该网络致力于帮助非洲国家提高其在生物安全和生物技术问题上的决策能力。
Tukamuhabwa在巴西观察到转基因大豆在地里生长。在随后访问密歇根州立大学期间,他遇到了密歇根州立大学的Karim Maredia教授昆虫学系以及世界技术获取计划,或WorldTAP。
图卡姆哈布瓦解释说:“卡里姆和我讨论了大豆以及乌干达农民在种植大豆时面临的问题。“他让我与密歇根州立大学的研究人员取得了联系,通过他们,我bob体育登录们能够获得新的大豆品种,这些品种的特性可能对我们的大豆产业产生巨大影响。”
通过Maredia, Tukamuhabwa认识了密歇根州立大学Agbob体育登录BioResearch大豆遗传学家王德春在他的大豆育种计划中使用了具有转基因特性的大豆,使它们能够抵抗草甘膦除草剂,即农达。抗草甘膦大豆在美国农bob体育合法吗业中很常见,农民可以在农田中喷洒高效的草甘膦除草剂,快速、高效、经济地清除杂草,而不损害作物。
“广谱除草剂,如草甘膦,使植物生产成本大大降低,”密歇根州立大学的王教授说植物、土壤和微生物科学系“,说。“抗草甘膦的特性使杂草控制比传统除草剂容易得多;这对农民来说非常方便,降低了杂草管理的成本和他们需要使用的喷洒次数。”
草甘膦被认为是农民可以使用的最安全、最有效的除草剂之一。它只需要少量的应用就能控制大范围的杂草,而且一旦使用,它在环境中很快分解,几乎不会留下潜在的有害残留物。
虽然乌干达政府已经授权对包括香蕉、木薯、玉米和红薯在内的几种转基因作物进行试验,但引进新的生物技术需要该国生物安全委员会的仔细审查。WorldTAP的研究助理教bob体育登录授Ruth Mbabazi是Makerere大学的校友,她帮助王的大豆品种通过了乌干达的监管程序。
强调他与密歇根州立大学科学家的合作关系成为Tukamuhabwa为生物安全委员会收集的关于他希望完成的工作的信息包的关键要素。
“委员会知道发展中国家的科学知识是有限的,”Mbabazi说,在来到密歇根州立大学之前,他在乌干达的监管机构工作了12年。“他们想知道,像密歇根州立大学这样的专家愿意帮助他们的科学家学习如何使用这些新技术。”
种植未来
2017年,在第一次见到马雷迪亚和王的两年后,图卡穆哈布瓦终于能够开始在马凯雷雷大学农业研究所的温室里种植转基因大豆。bob体育登录
这种作物是为密歇根的种植而开发的,如果种植在乌干达的气候条件下,会成熟得太快。因此,这些植物将生产更少的大豆豆荚,导致产量太小而没有价值。因此,第一个任务是将王氏品种中抗草甘膦的特性杂交成更适合乌干达的大豆。
Tukamuhabwa说:“我们目前面临的主要挑战是将美国品种的抗草甘膦特性转化为适合我们自己环境的大豆。”“通过将密歇根州立大学的品种与我们自己的品种进行回杂交,我们可以确保我们拥有两全其美的优势。”
该团队已经完成了两次回交,第三次正在进行中。一旦完成,他预计将把植物移出温室,进入一个封闭的田地试验。
在温室试验中生长的作物与在正常农业条件下生长的作物表现不一样。它们不会长到自然高度,也不会受到虫害、疾病和波动的天气条件带来的压力。观察新品种在田间条件下的表现是确保它们对农民有用的一项重要测试。Tukamuhabwa估计,完成所有必要的试验大约需要4年时间。
帮助公众了解他对转基因作物的研究也是图卡穆哈布瓦工作的关键。bob体育登录和世界上其他很多地方一样,转基因生物(GMOs)仍然是一个有争议的问题,图卡穆哈布瓦希望确保使用转基因生物的农民理解它们。
Tukamuhabwa说:“我们需要向人们提供我们所能提供的所有信息,这样他们就能亲眼看到,这项技术对他们和他们的农场都是安全的。”“这意味着向他们表明,在其他使用过这种疫苗的国家,这种疫苗是安全的,同时进行我们自己的安全性研究。”
对Tukamuhabwa来说,他的工作是帮助农民改善生计,帮助消费者获得更好、更健康的食品。
Tukamuhabwa说:“如果我开发的植物能抗病,能让田地干净、无杂草,给农民带来好收成,我感觉非常好。”“让大豆在田间表现良好,改变农民的生活是我做这件事的原因,而这些抗草甘膦品种可能有助于实现这一目标。”
对于Maredia来说,这代表着密歇根州立大学与其海外合作伙伴之间的又一富有成效的关系。
Maredia说:“这是一个非常好的案例研究,它表明我们在密歇根所做的工作也可以帮助世界,而无需投入更多的资金。”“我们已经为我们的农民开发了这项技术,但与此同时,我们能够用它来帮助发展中国家的农民。这是密歇根州立大学使命的一部分,走向世界。”
本文发表在《未来》杂志上,该杂志由密歇根州立大学AgBioResearch每年出版两次。BOB体育bob体育登录欲查看过去的期货,请访问www.futuresmagazine.msu.edu.欲了解更多信息,请发邮件给编辑霍莉·惠茨斯通whetst11@msu.edu或打电话517-355-0123.