D'ici 2050, la population mondiale devrait passer de 7,7 milliards en 2019 pour atteindre 9,7 milliards d'ici 2050, puis 70% des besoins de la Terre pour accroître l'emploi alimentaire. Comment la Terre tant de gens le soutiennent? Cela exige des scientifiques agricoles, en particulier les phytogénéticiens effort de payer.
La question est, peut-on assez vite pour se reproduire de meilleures variétés?
Jusqu'à présent, les méthodes classiques de sélection ont été portées à notre haut rendement, nutritifs et appropriés pour la récolte mécanique de la récolte, mais inclut maintenant le blé, le riz et le maïs et d'autres croissance de la production des aliments de base ne suffit pas, la prochaine récolte d'être plus productifs et plus nutritifs, les insectes et les maladies doivent aussi être en mesure d'adapter intelligemment au changement climatique.
Les éleveurs est une course contre le temps.
Accélérer la croissance des plantes
L'un des facteur limitant clé dans la sélection végétale du cycle de croissance des cultures est longue, produisent généralement une génération ou deux générations par an, ce problème a été partiellement résolu en utilisant le programme « surgénérateurs ».
Il y a 150 ans, les botanistes ont commencé à faire pousser des plantes sous la lumière artificielle (lampe à arc de carbone). 20 Au milieu des années 1980, National Aeronautics and Space Administration (NASA) en collaboration avec l'Université de l'Utah, pour explorer la possibilité de station spatiale de plantation sous un éclairage constant la croissance rapide du blé. Cet effort conjoint a conduit à la création de ce qui peut être utilisé pour développer rapidement des lignes trapues de reproduction de blé.
Par la suite, les progrès de la technologie LED ont considérablement amélioré la précision des scientifiques mis en place pour chaque culture et ajuster l'éclairage customize, également réduit considérablement le coût des plantes d'intérieur peut améliorer la productivité du système de reproduction des cultures.
généticien des plantes à l'Université du Queensland en Australie, Lee Hickey engagé à la technologie des « surgénérateurs », par un contrôle strict de la lumière et de la température, surcharge les plantes poussent, si les éleveurs peuvent récolter les graines le plus tôt possible, afin de développer la prochaine génération de cultures de dépistage.
Figure | Lee Dr Hickey dans sa serre. (Source: Queensland Alliance pour l'agriculture et de l'innovation alimentaire)
Cette technologie est inspirée par la NASA pour faire pousser des cultures sur la station spatiale, qui est de 22 heures par jour avec des lumières LED bleues et rouges graines irradiées, et la température est maintenue entre 16,7 à 22,2 degrés Celsius, « spoof » une floraison récolte précoce.
Cette technique utilise la meilleure qualité de la lumière, l'intensité, la durée et de la température pour accélérer la photosynthèse et de la floraison et de récolte antérieur de la lumière d'amorçage, réduisant ainsi le temps de génération. Pour induire la floraison des espèces, avec des solutions sur mesure de spéciales sont disponibles pour les besoins des facteurs environnementaux spécifiques (comme la vernalisation ou courte journée). Lorsque ces techniques à petite plantation à haute densité (par exemple 1000 / m²) dans les cultures de céréales, associée au développement d'un grand nombre d'espace de culture consanguine et le coût peut être réduit.
Figure | serre LED de blé, longue photopériode une croissance plus rapide des cultures. La figure 43 jours après la plantation d'une photopériode gauche était 16 heures, 22 heures photopériode et à droite. La figure b 79 jours après le semis, la photopériode gauche était 16 heures, 22 heures photopériode et à droite. (Source: Nature Protocols)
L'étude a été publiée en Novembre 2018 Protocoles Nature. Hickey a dit qu'ils ont planté le blé, l'orge, les pois chiches et le canola peuvent se reproduire jusqu'à six générations par an. Il convient de noter que cette méthode est actuellement disponible uniquement pour la reproduction des plantes, et non pour les agriculteurs aux cultures végétales en raison de son coût économique est trop élevé.
Le blé est très important, il fournit 20% de l'apport calorique quotidien monde par habitant. La première utilisation éleveurs rapide mis au point des variétés de blé « DS Faraday », publié en 2017 en Australie. Ce produit peut empêcher les graines de cultures matures prématurée germent sous la pluie.
Après une bonne variété élevée dans la serre, les essais sur le terrain peuvent être effectués, afin d'assurer une bonne récolte avant la promotion aux agriculteurs.
Maintenant, une variété de cultures ont un programme de reproduction rapide disponibles.
Les personnages accélèrent le dépistage
La sélection végétale est une chaîne de processus complexe, donner des éleveurs beaucoup d'espace d'accélération à jouer.
Par exemple, le dépistage trait cible. Obtenir la technologie des sélectionneurs de semences Monsanto est une sorte de dispositif à haut débit, il permet aux chercheurs de graines sans détruire l'ensemble du spectacle sous la prémisse de leur information génétique pour accélérer les traits cibles de dépistage dans les plantes.
Carte | graines de soja usinage coupé en tranches. (Source: mag.audubon.org)
Un tel appareil peut être le maïs, le soja, le blé, les cucurbitacées et autres graines cultivées une telle petite coupure a été analysé l'ADN extrait pour déterminer si elle contient le gène, alors que la partie restante des graines peut être semée encore. L'analyse des tiges doivent faire la récolte avant les inventions, l'analyse génétique de la prochaine génération. En d'autres termes, les graines de trancheuse à grande vitesse pour éviter l'interférence de l'espace et le temps, peut améliorer considérablement la vitesse d'analyse et d'échelle. jour trancheuse peut gérer des centaines de milliers de graines, et la manutention manuelle est de 100 personnes pendant trois mois 400000 graines.
L'invention ne fait pas partie des coins latéraux de reproduction de la mise à jour, ses mensonges de signification pour accélérer le processus de reproduction.
l'accélération de l'analyse phénotypique
12.000 il y a quelques années est différent de l'époque des premières cultures domestiquées, les phytogénéticiens d'aujourd'hui ont un grand nombre d'outils d'amélioration des cultures.
Analyse de phénotype passe-haut automatisé a réalisé une évaluation rapide des grands groupes, ce qui augmente l'intensité de sélection et d'améliorer la précision de la sélection.
phénotype des cultures est la forme, la taille, la structure, la couleur et similaire peut être observée dans l'aspect extérieur, l'analyse phénotypique est de mesurer tous les aspects de la croissance des plantes, le développement et la physiologie réalisée. « Phénotype est roi, le gène est » est le mantra des chercheurs dans des domaines connexes. L'analyse phénotypique est la clé pour comprendre les sélectionneurs fonction des gènes et l'environnement.
plate-forme de contrôle phénotypique par le montage de divers capteurs, des données de détection à distance peut être obtenue rapidement. Sur le plan international plate-forme intérieure a été réalisé entièrement automatisé, à haut débit et phénotypique période de croissance pour obtenir des paramètres structurels, des paramètres physiologiques et des stress environnementaux tels que l'analyse.
Chine, l'Université agricole de Chine centrale, a développé les graines du comportement et de la structure d'information la hauteur des plantes de récolte, tallage scanners de tomographie et les types numériques de machines d'essai utilisées pour obtenir du riz de la plante.
2014, Institute of Botany a mis au point le premier ensemble de trois dimensions le système de surveillance des cultures phénotypique à haut débit, une plate-forme fixe, y compris la plate-forme de surveillance mobile intérieure et extérieure, UAV plate-forme de contrôle, ainsi que la plate-forme de suivi stationnaire à grande échelle dans le domaine de la construction. plate-forme intérieure radar à laser intégré, une caméra haute résolution, dispositif d'imagerie multispectrale, et quatre types de capteurs thermiques, peuvent être effectuées dans les 240 secondes dans le cadre de 20 m² balayage des cultures.
Carte | Culture 3D: informations phénotypiques des cultures à travers le développement de plate-forme matérielle d'acquisition de quantification et de développement logiciel basé sur la profondeur de l'apprentissage. (Source: Institut de botanique, Académie chinoise des sciences COMPRESSEUR Laboratoire)
Bien que l'observation manuelle ne peut jamais remplacer complètement la machine, mais l'analyse de phénotype Qualcomm permet aux éleveurs de voir plus. En particulier, la plate-forme d'opération sur le terrain moins cher devient de plus en plus puissant et utile, en particulier, être en mesure de transporter une grande charge utile, plus UAV temps de vol de plus en plus largement.
Le principal défi de l'application de cette nouvelle génération d'analyse phénotypique est encore crucial pour le développement du traitement des données à grande vitesse et la contribution soutenue au traitement d'image, la science informatique pour l'analyse phénotypique.
Intégration à gagner
Aucune technologie de reproduction peut résoudre tous les problèmes, donc les éleveurs a toujours été d'intégrer toutes les technologies disponibles, et exploiter pleinement son potentiel.
La boîte à outils de l'éleveur ont déjà beaucoup d'options. Génotypage, sélection assistée par marqueurs, analyse de phénotype Qualcomm, l'édition génétique, la sélection génomique, gratter la domestication ...... ces technologies peut être amené, pour voir comment vous utilisez. Par exemple, les plus populaires technologies d'édition gènes et la sélection classique, l'élevage transgénique comparé la technologie d'édition de gènes plus précis, cela signifie qu'un gène d'édition plus rapide de reproduction.
Dr Hickey a dit qu'ils espèrent intégrer toutes les technologies disponibles, de façon à permettre les cultures aux changements climatiques dans le contexte d'une meilleure adaptation.
L'impact du changement climatique sur les cultures a permis aux agriculteurs d'avoir un intérêt personnel. Au cours de la dernière année, le Queensland et la Nouvelle-Galles du Sud Les agriculteurs soumis à une grave sécheresse, tandis que le fermier du Nord a subi l'inondation.
Le Dr Hickey a dit qu'ils construire une telle installation des plantes à croissance rapide en Inde, au Mali et au Zimbabwe et d'autres régions, de sorte que vous pouvez cultiver rapidement le sorgho, le mil et l'arachide tels que l'investissement ne sont pas assez grand, et celui-ci des domaines ci-dessus de la nutrition et la sécurité alimentaire mondiale il est très important.
