1.数字基因
国际水稻基因库(IRG)是水稻生物多样性的“宝库”,拥有世界上最大和最多样化的水稻种质资源,目前收集了12.7万多个大米样本,其中包括世代传家宝和陈旧品种,绿色革命期间开发的现代品种,繁殖系和特殊基因库以及野生稻品种。
基因库确保了这一重要多样性样本的长期保存,因为许多传统品种和野生稻品种在农民转向种植现代水稻品种时正在流失。从1981年到1990年,国际水稻研究所帮助柬埔寨补充了766种传统水稻品种,这些品种由于该国的动乱而从种质库中的样品中流失。
然而,保护水稻生物多样性只是IRG冰山的一角。IRG是未知基因的星系。在未来几十年的气候不确定性中,每种品种都拥有遗传材料,这些材料可能对世界粮食安全至关重要。
发挥IRG全部潜力的第一步是国际水稻研究所(IRRI)、华大基因和中国农业科学院(CAAS)合作的3K水稻基因组计划(3K RGP)。该项目对IRG和CAAS种质库收集的品种和品系的3000个水稻基因组进行了测序。2014年,3K RGP的数据作为全球公共物品发布,它们为水稻育种家和遗传学家提供了大规模发现新的重要遗传物质的基础,以开发更强大,更高产的品种。
3K RGP证明了种质库的深入探索的力量,并为了解水稻多样性的深度以及种类中重要的水稻种群的结构提供了机会。3K RGP可能揭示了种质库中少于29%的稀有等位基因,等位基因是同一基因的不同版本。例如,著名的SUB1基因使水稻能够在洪水中存活长达两周,这种重要基因可能存在几个等位基因,一个可能会使水稻在洪水中存活的时间更长,另一个更好的等位基因可能会为亚洲2000万公顷的稻田带来更新的防洪品种,这些地区经常遭受洪水的破坏,洪水预计会更频繁地发生,并且由于气候变化可能会持续更长的时间。
一旦额外的7,000个基因组被破译,预计将额外显示出15%的稀有等位基因。这些信息将在线添加到现有的3K RGP数据集中,从而创建一个IRG的虚拟对象,免费通过互联网提供数字基因库。利用数字基因库,育种人员可以专注于基因库的一小部分,以确定潜在有用的例如耐洪水或干旱,或抗病虫害基因,这个称为“等位基因挖掘”的过程大大减少了识别这些重要特征的时间和精力。
数字基因库最令人兴奋的用途之一是野生稻种质资源的开发,野生稻品种可以在没有灌溉、化肥和杀虫剂等种植特征的环境中繁殖,这些基因可用于开发可更好地容忍未来环境的未来水稻品种。
(摘编自http://ricetoday.irri.orgOct 12, 2016)
2.研究人员使用DNA预测模型来加速香蕉的繁殖
日前,由国际热带研究所科学家组成的研究团队首次证明,使用基因组预测模型可以加速香蕉的育种,从而精确地选择具有所需特性的香蕉杂交种。研究通过使用植物的遗传数据(DNA地标)来估计其在育种中的有用性,并在植物被带到田间之前预测株高、产量和抗病性等物理性状。
这项研究的发现为解决影响非洲香蕉的无数害虫和疾病的香蕉育种提供了重大突破。其中包括香蕉象鼻虫,线虫,黑色辛加图卡,香蕉黄叶病(枯萎病),香蕉束顶病毒以及2013年在莫桑比克首次在非洲发现的镰刀菌枯萎病。
研究人员使用称为基因分型测序(GBS)的技术绘制出香蕉之间的DNA差异,然后将这些数据集用于测试六种基因组预测模型,通过交叉验证确定具有最佳性状的香蕉的能力,研究结果表明:基因组预测在香蕉育种中应用是可能的,并且通过使用来自不同环境的数据的模型可以提高预测精度。
(摘编自www.iita.org 2018/2/27)
3.农业区块链在可持续农业中的应用
区块链技术是一个通过点对点网络的分布式治理系统,以分散的方式提供交易验证。它建立在数据共享和存储方面的信息技术发展,算法和密码学创新以及对行为和制度经济安排的理解上。
区块链技术提供数据和交易的验证,这意味着交易参与者不再需要互相信任,因为这是由网络提供的。进入区块链的每笔交易均由大量参与者进行检查。如果事务不正确,则它被抛出网络并消失。此功能为结合农业和环境过程的数字化提供了有趣的机会。换句话说,在缺乏管理资源或交易的系统,以及与部门,价值链和政府流程进一步数字化相结合的情况下,引入区块链技术将最具影响力。
一为土地所有权的确认。在区块链上建立土地登记基础设施可以解决这些问题,因为与土地所有权相关的交易将公开可用并可验证。这将降低交易成本并提高效率和可靠性。
二是价值链中的追踪。区块链为每个连锁经营者提供了在同一个数字基础设施上工作的可能性。该基础设施提供了一个分布式网络,用于在价值链上共享数据,数据随着产品在价值链中移动,每个价值链参与者都可以访问这些数据。通过在价值链中使用区块链技术,我们可以为客户提供更多关于其产品生产源头和环境的信息。
三是生态系统服务支付。区块链技术的强大潜力之一是为服务创建一个成本有效的奖励系统,否则这些服务可能不会被货币化。可以使用数字货币代币形式的性能和付款验证算法进行组合。数字货币代币是建立在块链之上,代表拥有并可转让给其他人的数字资产,可以是在线货币单位,可以为特定目的进行编程。当他们在线时,“支付方”可以确保他们的支出根据方案的设置分配给正确的事业或个人。代币可用于支付、奖励或创建新的资金类型。
四是基于指数的保险和小额融资。区块链可用于验证数据本身在机构、政府或私营部门的相关数据库中的数据。保险部门特别有趣,因为他们根据定义参与数据验证。如保险部门在确定损失后的支付。通过索引保险,天气数据可以与遥感结合使用,但验证部分往往需要人工干预。通过区块链,预定义的需求可以成为应用程序的一部分,在这种情况下,这也会带来效率,成本节省和可靠性方面的好处。
区块链创新的下一步是什么呢?许多事情还有待发现、试用和应用。它仍然需要走向成熟,只有通过与合适的参与者建立伙伴关系,才能实现和测试它。我们相信,区块链技术如果与数字化战略,用户目标能力建设以及影响驱动方法相结合,则可提供发展潜力。
(摘编自www.wur.nl 2018/2/27)
4.区块链技术用于相关食品农产品经营
社会对更多关于食品的信息的需求日增,反映出公众需要更多的透明度和社会信任的缺失。与此同时,越来越多的食品和饮料被打上品牌并伴随着各种认证计划,欺诈(销售具有高质量标签或声明的不合格产品)和掺假的风险增加。当前的透明度和信任体系无法解决,或有时甚至加剧了对农产品链透明度和信任度低的问题,并对食品安全与食品质量及可持续性构成严重威胁。区块链技术提供了一种手段来确保记录的持久性,并可能有助于食品价值链中不同参与者之间共享数据。
公私合作伙伴关系(PPP)项目农业食品区块链旨在帮助人们更好地理解区块链技术(BCT)及其对农业食品的影响,特别是它如何影响供应链的具体方面以及如何应用BCT在农业链中。鉴于数字化、数据和产品完整性需求的快速增长,农产品行业处于探索BCT潜力的独特位置。BCT可以帮助价值链合作伙伴提高商业交易的透明度和效率、合规流程以及食品跟踪和追踪。BCT也可以帮助非政府组织并影响投资者支持包容性商业模式。尽管BCT在农产品中的应用目前还处于初级阶段,但预计各组织将采取更多举措。如果不协调,这会导致资源的浪费,并导致整个企业和社会失去机会。
(摘编自www.wur.nl 2018/2/27)
