人類在約12000多年前開始馴化野生植物，現存的40多萬種植物中，僅約不到100種被馴化成今天被種植的各種作物。今天人類從糧食中獲得能量的70%僅來自于15種作物，其中玉米、水稻和小麥三大作物占比高達50%。隨著人口的不斷增長和消費習慣的改變給傳統的農業生產帶來越來越多的壓力。我們能否從眾多的野生和半野生植物中，重新馴化一些新的更符合人類未來需求的新作物，為解決世界日益嚴峻的糧食問題提供新的解決方案，是一個值得思考的問題。

　　近日，華中農業大學嚴建兵教授與德國馬普分子植物生理研究所(Max-Planck-Institute of Molecular Plant Physiology)的Alisdair R. Fernie教授在《Molecular Plant》上發表了題為“De novo domestication: An alternative route toward new crops for the future”的觀點文章，就這一問題做了闡述。該文章首先回顧了作物馴化的歷史；隨后介紹了當前農業領域面臨的挑戰并提出了“再馴化”（Re-domestication）和“從頭馴化”（De novo domestication）的理念；*后展望了如何通過我們已經掌握的關于作物馴化和改良的知識來從頭馴化新的作物，以解決農業生產與人類糧食需求之間的矛盾。

　　在對作物馴化歷史總結中，作者總結了過去人類馴化和改良作物的4個階段，認為生物技術和基因組驅動的育種技術進步正為我們叩開設計育種的大門，將大數據與基因組編輯和*育種相結合，有望引發農業領域的“第三次綠色革命”。作者認為除了人口增長引起的農業發展的緊迫性之外，未來農業生產面臨的主要挑戰還有農業發展的可持續性、作物對環境變化或極端環境的耐受性和人們對作物可食用部分營養品質的需求不斷提高。

　　針對這些問題，該文章提出了“再馴化”處于半馴化狀態的作物及“從頭馴化”產生新作物的解決方案。“再馴化”的優勢在于可以直接利用已經適應種植環境的處于半馴化的物種。“從頭馴化”可通過傳統的人為選擇和基因組編輯等技術來實現。通過人工選擇進行“從頭馴化”需要至少20個以上世代才能綜合地改良野生物種，對于遺傳基礎不太復雜的特定性狀而言，這一過程可以非常快速，但通過人工選擇進行“從頭馴化”不利的一點在于有害的變異會通過“搭載效應”保留下來。近年來迅猛發展的基因編輯技術則可以有效解決“搭載效應”的問題，實現快速、*的“從頭馴化”。目前已經有3例通過基因編輯技術來快速改良野生物種成為可以栽培的作物的實例報道。

　　上世紀在農業領域取得的成就——尤其是*次綠色革命，對于養活世界人口意義重大，但是目前我國農業“高投入-高產出”模式也面臨越來越大的挑戰。作物馴化過程中，僅有限數目的基因受到了選擇（以玉米為例，約有1200個編碼蛋白的基因受到選擇），由此可見知識驅動的“再馴化”和“從頭馴化”具有很大的潛力。

　　該文章為此提出了實現“從頭馴化”新作物的關鍵步驟：

　　1.候選物種的確定。

　　2.馴化關鍵基因的鑒定，利用基因編輯等技術快速實現野生植物到馴化作物的轉變。

　　3.目標有益性狀調控網絡的確定，利用基因編輯等技術實現目標性狀基因網絡的*調控。

　　4.提供擁有不同有益性狀的個性化作物滿足不同人群多樣化的需求。

　　“再馴化”和“從頭馴化”從新的視角提供了實現農業可持續化發展的一個解決方案。此文的前瞻性觀點對于未來的作物遺傳改良具有重要啟示意義。

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