小麦未被开发的遗传潜力

小麦是全球的主要粮食作物之一，提供了约20%的膳食热量和蛋白质，而欧洲是最大的小麦生产地区，贡献了约35%的全球小麦产量。

据预测，到2050年，全球粮食产量需要增长约70%，才能满足90亿人口的需求。

研究表明，未被开发的遗传潜力意味着小麦产量，仅占其总产量的60%。经过11，000年的小麦育种，我们还有很长的路要走。

通过育种改良，欧洲的小麦产量可能得到大幅提高

根据最新发表的关于这种作物未被开发的遗传潜力的研究，欧洲的小麦产量可能每公顷增加5吨以上。

英国Rothamsted研究所进行的一项研究表明，与当今常用品种的典型收成相比，在一些欧洲国家，粮食产量可提高高达90%。英国的产量可能会提高一半。

如果实现了这些改善，将大大有助于养活不断增长的世界人口，并将减少将野生栖息地转变为农田的压力。

当前欧洲小麦的当地品种远未达到最佳品种的产量，遗传产量差距仍然很大

这项研究的科研人员将作物的“遗传产量潜力”定义为一种理想品种所能达到的最高产量，换句话说，具有优良基因组的植物能更有效地获取水分、阳光和营养。

研究人员利用现有的有关不同基因对个体植物性状（如大小，形状，代谢和生长）影响的数据，模拟出适合每个地区的“完美”小麦植株。

他们发现，与当地适应性品种的表现相比，当前所有小麦品种的粮食产量都表现不佳，在现实和可能性之间存在着明显的“遗传产量差距”。

提高遗传产量潜力和缩小遗传产量差距对实现全球粮食安全非常重要。欧洲是最大的小麦生产地區，提供全球三分之一以上的小麦产量，但欧洲小麦基因改良的产量潜力尚未实现。

育种者研究了欧洲大陆13个地区（从南部的西班牙到北部的丹麦，从东部的匈牙利到西部的英国）的6个本地适应性小麦品种，这些品种均为欧洲主要小麦产区的代表品种。

他们使用一个名为Sirius的计算机模型，进行了数百万次的模拟，结果显示，许多影响产量的小麦性状都远低于其最佳状态。

模拟基于关键植物性状的自然遗传变异的大量数据。其中包括对干旱和高温胁迫的耐受性和响应，捕获光的上部叶片的大小和方向以及关键生命周期事件的发生时间。

该项研究发表在《全球粮食安全》（Global Food Security）杂志上，结果表明，如果对小麦作物的基因组进行“微调”以适应其环境，则小麦每公顷的产量可能高达15吨，大大高于目前的平均水平。

换句话说，尽管进行了繁重的小麦育种工作，但发现当前的当地品种远未达到最佳品种的产量，这意味着欧洲小麦的遗传产量差距仍然很大。

小麦关键性状的基因研究进展和现代植物育种技术将帮助提高小麦产量

小麦大约在11，000年前就已经被驯化，2018年，科研人员已经对小麦的整个基因组进行了测序。但尽管如此，小麦距离“最佳基因遗传”状态还有一段距离。

育种者们仍然乐观地认为小麦产量可以提高。

小麦的不同性状存在着巨大的自然遗传变异。在过去几十年里，育种者们已经在确定与小麦改良和适应的关键性状相关的基因方面取得了重大进展。

与此同时，现代植物育种技术也得到了发展，包括基因定位、分子标记辅助育种、基因组辅助育种和基因编辑。因此，这些遗传资源和进步的技术为培育品质优良、适应性强的小麦品种提供了机会。

来源：Rothamsted Research