全球(qiu)變(bian)暖(nuan)條(tiao)件下(xia)培(pei)育(yu)更高產(chan)作(zuo)物(wu)以(yi)應對糧食危機

紐(niu)約(yue)時(shi)報發表(biao)了(le)題為“To Feed a Hot Planet, They’re Making More Efficient Plants”的報(bao)道(dao)，該文簡要介紹了(le)Robert Furbank博士(shi)（澳(ao)大利(li)亞(ya)國立(li)大學(xue)、澳(ao)大利(li)亞(ya)研究(jiu)委員會(hui)轉化光(guang)合(he)作(zuo)用中心(xin)主(zhu)任）及其(qi)團(tuan)隊正(zheng)在進行(xing)的工(gong)作。

由於(yu)全(quan)球(qiu)氣候(hou)變(bian)化的影(ying)響，諸如溫(wen)度升高、幹旱加(jia)劇、風(feng)和降(jiang)雨(yu)模(mo)式改變(bian)都(dou)在威脅農業生產(chan)，從(cong)而(er)使世界都(dou)在面臨逐(zhu)漸逼(bi)近(jin)的糧食短(duan)缺(que)危機。

Furbank博士(shi)和他(ta)領(ling)導的科(ke)研(yan)中心(xin)與(yu)相關(guan)科(ke)學(xue)家合(he)作(zuo)，瞄準了(le)壹(yi)個(ge)大膽的糧食危機解決(jue)方案：讓作物(wu)更加(jia)高效地(di)進行(xing)光合(he)作(zuo)用。

作物(wu)生理(li)學家估(gu)計，如果(guo)植物(wu)光合(he)效(xiao)率(lv)提(ti)高5%，那麽(me)大部(bu)分(fen)作物(wu)的產(chan)量(liang)可以(yi)提高20%。

這對養(yang)活不(bu)斷(duan)增長的人(ren)口(kou)會(hui)是壹(yi)個(ge)非(fei)常大的幫助(zhu)。據(ju)預測(ce)，到(dao)2050年(nian)，全(quan)球(qiu)人(ren)口會(hui)從現在的75億(yi)增長到100億(yi)，而(er)科(ke)學(xue)家估(gu)計作物(wu)產(chan)量(liang)要增長70%以(yi)上(shang)才能滿(man)足(zu)需(xu)求。

回顧(gu)歷史(shi)，得(de)益(yi)於壹(yi)系列(lie)統(tong)稱為綠(lv)色革(ge)命的農(nong)業(ye)革(ge)新(xin)，在1960-2010年(nian)間(jian)，全(quan)球(qiu)糧食產(chan)量(liang)增長了(le)175%。通(tong)過(guo)培(pei)育(yu)高產(chan)作(zuo)物(wu)、改善氮肥(fei)的使用以(yi)及改(gai)良灌(guan)溉(gai)方式，農業(ye)部門避免了(le)世界人(ren)口快(kuai)速增長可能造(zao)成(cheng)的全(quan)球(qiu)性饑(ji)荒。

然(ran)而(er)，近(jin)些年(nian)來(lai)，綠(lv)色革(ge)命的技術逐(zhu)漸達到了(le)極(ji)限，全球作物(wu)產(chan)量(liang)已經(jing)止步(bu)不(bu)前(qian)。據(ju)2014年(nian)聯(lian)合(he)國(guo)糧農組(zu)織(zhi)報(bao)告，三大主(zhu)要谷(gu)物(wu)，水(shui)稻、小麥和玉米的年(nian)產(chan)量(liang)增長率從1960-1990年(nian)的2.19-2.95%下降(jiang)到1990-2010年(nian)的0.79-1.74%。同(tong)時(shi)，現代農業(ye)的負(fu)面影(ying)響開(kai)始顯現，比如溫(wen)室氣體(ti)排放(fang)、氮肥(fei)汙(wu)染、土(tu)壤退化等(deng)。

除(chu)了(le)保障耕種面積(ji)和維護(hu)生(sheng)態(tai)環境，*的措(cuo)施就是(shi)開(kai)發利用優(you)良的作(zuo)物(wu)品種和先進的栽(zai)培(pei)技術。因(yin)此(ci)，在未(wei)來(lai)的數(shu)十(shi)年(nian)間(jian)，科(ke)學(xue)家需要培(pei)育(yu)作物(wu)新(xin)品種。這些新(xin)品種要應(ying)對更(geng)加(jia)嚴(yan)酷(ku)而(er)變(bian)化莫(mo)測的環境條(tiao)件，更(geng)少(shao)的資(zi)源——包(bao)括土(tu)地(di)、水(shui)和肥(fei)料等(deng)，同(tong)時(shi)還(hai)能獲(huo)得(de)高產(chan)。

為了(le)達到這(zhe)壹(yi)目的，農(nong)業(ye)科(ke)學(xue)家們的科(ke)研(yan)工(gong)作需(xu)要更(geng)先進的技術和儀(yi)器來(lai)支持(chi)：

1.植物(wu)生長環境監測與(yu)控制，模(mo)擬(ni)各(ge)種不(bu)同(tong)的環境條(tiao)件來(lai)研究(jiu)植物(wu)的反(fan)應(ying)

2.作物(wu)增產(chan)性狀(zhuang)的鑒(jian)別(bie)與(yu)分析(xi)

Furbank博士(shi)使用PSI公(gong)司的植(zhi)物(wu)生長艙（Growth Capsule）對作(zuo)物(wu)增產(chan)性狀(zhuang)進行(xing)了(le)相關(guan)研(yan)究(jiu)。

Growth Capsule植物(wu)生長艙為集(ji)裝箱式設(she)計，方便(bian)移動運輸(shu)，無(wu)需(xu)專門的溫(wen)室(shi)或實驗(yan)室，可露天使用，多個(ge)單(dan)元(yuan)可以(yi)拼(pin)疊在壹(yi)起(qi)。每個(ge)單(dan)元(yuan)可獨立調(tiao)節環境條(tiao)件，溫(wen)度、濕(shi)度(du)、光(guang)照(zhao)及CO₂調(tiao)控並(bing)在線(xian)監測顯示在觸摸屏上(shang)，可以(yi)在任何地(di)點、任何環境條(tiao)件下(xia)進行(xing)生態(tai)環境模(mo)擬(ni)實驗(yan)和植(zhi)物(wu)培(pei)養(yang)。

同(tong)時(shi)，Furbank博士(shi)所屬的澳(ao)大利(li)亞(ya)國立(li)大學(xue)與(yu)澳大利(li)亞(ya)聯(lian)邦(bang)科(ke)學(xue)與(yu)工(gong)業研(yan)究組(zu)織(zhi)已經(jing)與(yu)PSI公(gong)司合(he)作(zuo)建(jian)設(she)了(le)多套PlantScreen植物(wu)表(biao)型(xing)成(cheng)像分(fen)析(xi)系(xi)統。

PlantScreen植物(wu)表(biao)型(xing)成(cheng)像分(fen)析(xi)系(xi)統集(ji)植物(wu)自動傳(chuan)送技術、智能LED光適應與(yu)培(pei)養(yang)技術、自動澆灌(guan)稱重技術、FluorCam葉(ye)綠(lv)素(su)熒光成(cheng)像技術、光譜(pu)成(cheng)像技術（包(bao)括RGB、VISIR高光譜成(cheng)像、SWIR高光譜成(cheng)像、LWIR紅外(wai)熱(re)成(cheng)像等(deng)）等(deng)，以(yi)及根(gen)窗(chuang)技術全自動根系表(biao)型(xing)觀測，高通(tong)量(liang)、無損(sun)傷、全自動實驗(yan)觀測分(fen)析(xi)植(zhi)物(wu)形(xing)態(tai)結(jie)構(gou)與(yu)生理(li)功(gong)能形(xing)狀表(biao)型(xing)，成(cheng)為著(zhu)名表(biao)型(xing)組(zu)學(xue)與(yu)遺傳(chuan)組(zu)學(xue)研(yan)究(jiu)及遺傳(chuan)育(yu)種機構(gou)的重(zhong)要平(ping)臺(tai)，如德(de)國(guo)IPK（Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research）、美(mei)國(guo)橡樹(shu)嶺國(guo)家實驗(yan)室（Oak Ridge National Laboratory）、荷蘭(lan)生態(tai)表(biao)型(xing)研(yan)究(jiu)中心(xin)（NPEC，Wageningen University & Research，Netherlands Plant Eco-phenotyping Centre）、德(de)國(guo)BIOP（Institute of Biochemical Plant Pathology）、澳大利(li)亞(ya)CSIRO（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation）、國際水(shui)稻研(yan)究所、杜(du)邦(bang)先鋒(feng)國(guo)際良種公(gong)司、孟(meng)山都(dou)公(gong)司、美(mei)國(guo)合(he)成(cheng)基因(yin)公(gong)司等(deng)等(deng)。

Furbank博士(shi)已經(jing)在澳大利(li)亞(ya)和各(ge)地(di)開展(zhan)了(le)壹(yi)系列(lie)不(bu)同(tong)的實驗(yan)。他(ta)說：“我(wo)認為將會(hui)有(you)不(bu)止(zhi)壹(yi)種技術解決(jue)方案，我(wo)們(men)需要在許多戰(zhan)線(xian)上(shang)采取壹(yi)致行(xing)動。”

易科(ke)泰提(ti)供(gong)相關(guan)作(zuo)物(wu)表(biao)型(xing)產(chan)品(pin)技術

PhenoTron®-PTS 高光譜-多光譜熒光成(cheng)像系(xi)統

PhenoTron®-SR 植物(wu)表(biao)型(xing)成(cheng)像分(fen)析(xi)系(xi)統

PhenoTron®-YZ 實驗(yan)室/溫室(shi)植(zhi)物(wu)表(biao)型(xing)成(cheng)像分(fen)析(xi)系(xi)統

PhenoTron®-XY/XYZ 實驗(yan)室/溫室(shi)植(zhi)物(wu)表(biao)型(xing)成(cheng)像分(fen)析(xi)系(xi)統

PhenoTron®-復(fu)式作物(wu)育(yu)種與(yu)表(biao)型(xing)分(fen)析(xi)平(ping)臺(tai)

PhenoTron®-Lab 作物(wu)種質資(zi)源檢測(ce)鑒(jian)定平(ping)臺(tai)

PhenoTron®-傳(chuan)送帶式表(biao)型(xing)成(cheng)像分(fen)析(xi)平(ping)臺(tai)

PhenoTron®-HSI 高光譜成(cheng)像系(xi)統

PhenoPlot表(biao)型(xing)成(cheng)像分(fen)析(xi)系(xi)統

EMS-ET植物(wu)生理(li)生態(tai)監測系(xi)統(tong)

PlantScreen 植物(wu)表(biao)型(xing)與(yu)種質資(zi)源成(cheng)像分(fen)析(xi)系(xi)統