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巴基斯坦利用核技術(shù)加強(qiáng)綠豆和鷹嘴豆種植
Bernadette Hogg
鷹嘴豆、綠豆和扁豆等豆類是巴基斯坦的主食。雖然許多國(guó)家依賴進(jìn)口豆類,但巴基斯坦通過核科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了綠豆生產(chǎn)的自給自足,一些農(nóng)民的綠豆產(chǎn)量甚至翻了一番。
綠豆富含蛋白質(zhì),有助于消除營(yíng)養(yǎng)不良。巴基斯坦農(nóng)民種植的綠豆品種大多由巴基斯坦農(nóng)業(yè)和生物核研究所(NIAB)與糧農(nóng)組織/原子能機(jī)構(gòu)糧農(nóng)核技術(shù)聯(lián)合中心合作培育。這些新品種提高了作物產(chǎn)量、增強(qiáng)了對(duì)疾病的抵抗力,增加了營(yíng)養(yǎng)含量。2021年推出的“NIAB綠豆2021”(NM-2021)和“Abbas綠豆”兩個(gè)品種,種植面積約占當(dāng)年巴基斯坦綠豆種植總面積的70%,為該國(guó)的糧食安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。
“Abbas綠豆”是一種中等粒徑的品種,以烹飪品質(zhì)而聞名,而“NM-2021”則是一種大粒品種,營(yíng)養(yǎng)質(zhì)量更高。旁遮普省農(nóng)民Hakim Ishfaq Mohyud Din Chisti對(duì)“NM-2021”品種贊不絕口:“我的作物產(chǎn)量很高。NIAB未來必須繼續(xù)努力開發(fā)這樣的品種?!庇捎凇癗IAB 綠豆 2021”品種的每公頃產(chǎn)量是以前品種的兩倍多,它們有望將綠豆產(chǎn)量提高一倍,幫助滿足巴基斯坦的糧食和營(yíng)養(yǎng)需求。
突變育種核技術(shù)自20世紀(jì)30年代開始應(yīng)用,目的是加快開發(fā)和選育具有優(yōu)良農(nóng)藝性狀的品種的過程。這項(xiàng)技術(shù)利用植物自身的基因構(gòu)成,模擬自發(fā)突變的自然過程。突變過程產(chǎn)生隨機(jī)基因變異,從而產(chǎn)生具有新的有用性狀的突變植物。
2022年,嚴(yán)重的洪水淹沒了200萬英畝農(nóng)田,嚴(yán)重影響了旁遮普省的綠豆作物收成,造成了供應(yīng)短缺。但巴基斯坦農(nóng)業(yè)和生物核研究所植物育種和遺傳部綠豆研究團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家Muhammad Jawad Asghar對(duì)巴基斯坦綠豆作物的未來充滿希望:“這不是結(jié)束,而是保持自給自足和實(shí)現(xiàn)充足生產(chǎn)的雙重機(jī)會(huì)。”
提高鷹嘴豆產(chǎn)量和抗蟲害能力
除了綠豆,鷹嘴豆也是巴基斯坦眾多菜肴中的主要配料。雖然在2021年,巴基斯坦以產(chǎn)量計(jì)成為世界第七大鷹嘴豆生產(chǎn)國(guó),但與種植面積相比,該國(guó)農(nóng)民的鷹嘴豆產(chǎn)量相對(duì)較低。
巴基斯坦農(nóng)業(yè)和生物核研究所的鷹嘴豆研究團(tuán)隊(duì)一直在研究Desi和 Kabuli 兩種類型的鷹嘴豆。Desi型鷹嘴豆通常味道鮮美,受到農(nóng)民的偏愛,而Kabuli型鷹嘴豆個(gè)頭較大,顏色較淺,更受年輕一代的歡迎,許多人將其作為早餐的配料。在對(duì)這兩個(gè)鷹嘴豆新品種進(jìn)行為期兩年的評(píng)估研究后,旁遮普省種子委員會(huì)即將推出這兩個(gè)品種供種植。
巴基斯坦農(nóng)業(yè)和生物核研究所參與了原子能機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行的一個(gè)協(xié)調(diào)研究項(xiàng)目,該項(xiàng)目利用突變育種技術(shù)——一種加速植物自然進(jìn)化過程的核技術(shù)——來提高豆類作物對(duì)病蟲害等生物脅迫的耐受性。鷹嘴豆研究團(tuán)隊(duì)的首席科學(xué)家Azeem Asad表示,該研究項(xiàng)目“為開發(fā)抗豆莢螟的鷹嘴豆品種提供了寶貴的投入和經(jīng)驗(yàn),這些是通過與糧農(nóng)組織/原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合中心以及全球參與者的深入合作實(shí)現(xiàn)的”。豆莢螟,又稱棉鈴蟲,是一種嚴(yán)重的鷹嘴豆害蟲,會(huì)鉆入正在生長(zhǎng)的豆莢中造成嚴(yán)重破壞。
糧農(nóng)組織/原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合中心植物育種和遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)室的植物育種家和遺傳學(xué)家Anupama J. Hingane指出:“正在進(jìn)行的協(xié)調(diào)研究項(xiàng)目的成果為利用核技術(shù)提高豆類作物的抗蟲性提供了前景。這一突破有望為防治害蟲和保護(hù)豆類作物產(chǎn)量提供一種可持續(xù)的解決方案,為徹底改變豆類作物的種植帶來了機(jī)遇。”
持續(xù)合作與改進(jìn)
2023 年 3 月,旁遮普省種子委員會(huì)批準(zhǔn)了 PRI-NIAB Mung 這一成熟更快的新型多用途綠豆品種的商業(yè)化種植。巴基斯坦農(nóng)業(yè)和生物核研究所希望今后進(jìn)一步提高綠豆對(duì)除草劑和昆蟲的耐受性。鷹嘴豆研究團(tuán)隊(duì)的工作重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向提高耐熱性。鑒于2023年2月的氣溫已接近夏季氣溫,開發(fā)耐熱品種變得越來越重要。同年,巴基斯坦農(nóng)業(yè)和生物核研究所部署了種子跟蹤和追蹤系統(tǒng),這將使得研究所工作的真正影響在未來幾年更加顯著。
巴基斯坦正在利用核技術(shù)和相關(guān)技術(shù),不斷加強(qiáng)和提高其開發(fā)氣候智能型作物、提高動(dòng)物生產(chǎn)力以及管理土壤、水和養(yǎng)分資源的能力。自2022年以來,原子能機(jī)構(gòu)已規(guī)劃并組織了50多項(xiàng)活動(dòng),以支持巴基斯坦的這些目標(biāo)。
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科學(xué)
輻照植物材料
植物育種于20世紀(jì)30年代開始應(yīng)用,指將植物種子、插條或其他種植材料暴露于X 射線或伽馬射線等輻射之下,以創(chuàng)造遺傳多樣性/變異的過程。誘導(dǎo)輻照會(huì)導(dǎo)致DNA發(fā)生變化,從而模擬植物自發(fā)遺傳適應(yīng)環(huán)境變化的自然過程。表現(xiàn)出所需性狀的單株植物經(jīng)過培育和繁殖,可以分發(fā)給農(nóng)民。
迄今為止,75個(gè)國(guó)家已利用輻射誘發(fā)基因變異和突變育種技術(shù)培育出230多種植物的3400多個(gè)新品種,其中包括農(nóng)民使用的許多糧食作物、觀賞植物和樹木。
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