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速生植物与抗虫性弱有关

一项新的研究支持了一种观点,即把植物培育成速生高产将导致农作物容易受到病虫害的侵害。

通过“敲除”突变,科研人员一次关闭了一个基因并发现高产和速生的基因与防御害虫的基因有密切的联系。植物能够通过关闭某些防御基因从而把更多的资源投入到生长中。

多年以来农民为追求产量而选择性的培育农作物,但是该研究的第一作者、瑞士苏黎世大学的科研人员Tobias Züst说新的研究表明,“如果你不希望植物完全没有防御能力,那就不能仅仅选择速生和高产”。

Züst的研究组培育了毛状体(驱逐食草动物的叶毛)和芥子油苷(能抑制害虫的一种化学毒物)的基因被关闭的模式植物拟南芥。他们引入了蚜虫从而证明关闭这种植物的防御系统的效果,并测量和这种植物的生长和蚜虫的繁殖率。

这些突变植物的大部分在早期比正常植物的生长率更高,但是蚜虫在这些植物上的繁殖速度比在缓慢生长的防御系统完好的植物更快。

Züst认为培育高产特性已经导致了植物更容易受到病虫害的伤害,结果使全世界杀虫剂使用的增加。

内罗毕国际昆虫生理学与生态学中心的昆虫学家Zeyaur Khan说自从绿色革命以来,“植物育种者培育高产作物,而没有注重抵抗病虫害的特性”。

Khan说,农民使用杀虫剂防御攻击他们的作物的病虫害,这是因为较低石油价格让杀虫剂更便宜,而且农民不知道环境成本。他还说,在发展中国家,这个问题更加迫切,因为大规模使用杀虫剂过于昂贵。

但是设在加纳的西非农作物改良中心的主任Eric Danquah说,该中心的科研人员“在过去已经成功培育出了早熟且抗病的品种,而且它们的产量也高。”

他警告说:“生长更迅速将损害植物防御的概念需要小心对待。”

而南非的非洲作物改良中心的主任Mark Laing并不认为农民应该完全远离高产农作物。

他说:“农民通过同时种植‘产量潜力’高的品种和‘产量稳定性’高的品种而把风险混合了起来。”

他解释说,在病虫害更少的良好年份,产量潜力高的植物的收成好,而产量稳定性高的植物提供了稳定、中等水平的收成。但是在不好的年份,产量潜力高的植物的收成很少,农民可以依赖于更具抗病害能力的植物提供稳定、中等的收成。

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References

Proceedings of the Royal Society B doi:10.1098/rspb.2010.2475 (2011)