保护食品保护者:作物基因库处于危险之中吗?

在过去的几年中，叙利亚的内战，叛军摧毁什叶派清真寺和基督教墓地和焚烧和抢劫的基督教教堂，而伊斯兰国集团已拆除在该地区价值连城的文物。似乎没有什么神圣的不同群体争夺该地区的控制权。然而，到目前为止，古老的种子商店已经被单独留在家中。

2012年，反对派武装夺取了干旱地区国际农业研究中心(International Center for Agricultural Research In Dry Areas)的控制权。该中心位于饱受战争蹂躏的阿勒颇以南约20英里(约合20公里)处，是一个研究站和基因库，保存着来自128个国家的15万人口的独特的小麦、大麦、扁豆和蚕豆种子。

“我们很幸运，[叛军]意识到保护生物多样性的重要性;这是从未在阿勒颇被中断的活动之一，”艾哈迈德·阿姆里，ICARDA遗传资源部负责人说。“但是，我们无法预测每一天将会如何。”

ICARDA只是世界各地数以百计的农作物收集机构或作物基因库中的一个，这些机构精心地保存不同作物种群及其野生亲缘的样本，甚至创建副本在其他地方保存，以确保这种巨大的遗传多样性不会消失。

种子是最容易储存的样本，值得注意的是，叛军允许ICARDA剩余的五名工作人员(都是叙利亚人)保存该国的种子收藏。

在2012年初叙利亚局势恶化之前，ICARDA的工作人员努力复制尚未安全储存在叙利亚境外的2.6万份物资，并将其转移到土耳其和黎巴嫩。

自2012年以来，他们一直在挪威的斯瓦尔巴全球种子库和叙利亚以外的其他地方获取复制样本，现在他们计划在摩洛哥重建这些收藏，这样他们就可以继续分发种子。他们的努力为他们赢得了今年3月的孟德尔创新奖，该奖项旨在表彰他们对植物育种的贡献。

斯瓦尔巴特群岛种子银行被称为“世界末日金库”，位于挪威一座被永久冻土层包裹的山上，是世界种子收藏的全球备份。

目前尚不清楚叙利亚武装分子为何离开ICARDA的基因库。这可能是由于伊卡达在一万多年前农耕开始的新月沃土的声望，也可能是工作人员使战士们相信了它的重要性。

“即使这个故事的结局很糟糕，一些特别的东西在ICARDA回事，”卡里福勒，全球作物多样性信托基金，总部位于德国的波恩，国际机构以保护农作物的多样性永远的使命前执行董事说。

赏金的多样性

世界基因库持有多样性的恩泽创建由农民辅助进化。他们是从字面上无价：有量化自己的价值没有真正的方法。

唯一清楚的是，他们在维持这些遗传资源从一个国家流向另一个国家方面的工作对粮食安全至关重要。面对气候变化，它们的重要性正在增长:在这些国家和国际收集的种子中，几乎可以肯定含有有助于未来作物抵御疾病或长期干旱的特性。

ICARDA是世界各地的1750个人的基因库收集，贮存，再生之一，永远散发作物品种和他们的祖先。目前有740万份种质在世界各地的基因库;这些的约25％是唯一的，而其余的都是重复的。如果不维护这些集合，他们的风险被永远失去了。

然而，尽管他们对食品安全的未来的重要性，基因银行遭受巨大挑战，其中之一 - 缺乏可靠的资金 - 是人为的，广泛的和常年。

大多数国家资助某些类型的作物多样性的银行。同时，被称为CGIAR的全球联盟负责监督11点区域的集合。

“我不能说出那在安全，多年的预算操作单个基因库，”福勒说。

然而，以确保遗传多样性，基因银行必须维持，再生，鉴定及其内容有兴趣的在育种各级政府预算率性的怜悯一年到一年的基础分配。

结果呢?全球作物多样性信托基金会的副执行主任Paula Bramel说，没有持续的长期资助，基因库只能蹒跚而行，在一种危机管理方法下运行，目的只是为了保持保守种质的生存能力。

位于秘鲁利马的国际马铃薯中心基因库的负责人大卫·埃利斯直言不讳地说:“世界上主要的基因库急需支持。”

为了防止全球资金短缺导致的忽视，全球农作物多样性信托基金将在4月份启动筹集第一批5亿美元的活动，而它最终的希望是8.5亿美元养老来自各国政府，基金会，非营利组织和行业。

鉴于美国今年的联邦预算中留出了为美国海军核动力航空母舰乔治·华盛顿号(USS George Washington)加油和翻新的费用，该信托基金可以保护全球农作物的未来。如果没有这笔钱，在气候变化中保护农作物的有价值的性状可能会被载入史册。

威胁主机

缺乏资金 - 虽然最紧迫的 - 几乎唯一的威胁面对的基因库。从历史上看，基因银行还没有在动乱地区表现良好，例如，这使得发生的事情在叙利亚如此不同寻常。

事实上,ICARDA的总部设在叙利亚，因为黎巴嫩爆发了内战最初于1977年基因库收集计划的位置已丢失或损坏，由于在阿富汗，布隆迪，卢旺达和所罗门群岛冲突。

基因库还面临着许多其他威胁。当2011年基因库在泰国泛滥时，在那里举行的独特的2万枚水稻标本中，有一些已经永远丢失了。菲律宾的国家基因库在2006年的洪水中恢复，但在2012年被大火摧毁。

“整个太平洋都关注热带风暴;气候变化是一个现实，”瓦莱丽·萨娜·图亚说，她是太平洋作物和树木中心(或CePaCT)的基因资源协调员，该中心位于斐济苏瓦附近。

城市侵占威胁其他收藏品，特别是对于许多作物不能被存储为种子，如可可或椰子，并且只能保守在该领域活棵。

在世界范围内，椰子的采集面临着虫害、气候变化、环境退化、自然灾害和城市化的威胁。2013年，南太平洋的国际椰子基因库附近发现了一种毁灭性的疾病，促使人们决定将基因库从穆鲁纳斯迁移到巴布亚新几内亚的普尼普尼。

福勒说:“在任何给定的时间，世界各地的基因库中几乎总是有一些不好的事情发生。”

这一脆弱性激发了福勒支持斯瓦尔巴特群岛种子银行的建立，这个所谓的“世界末日金库”位于挪威一座被永久冻土层包围的山上，作为世界种子收藏的全球备份。但与ICARDA和其他基因库不同的是，斯瓦尔巴特群岛只是一个冰封的仓库，而不是一个能够为全球育种努力贡献遗传多样性的工作实体。

长期保存

然而，像斯瓦尔巴特群岛这样的保护努力是在保存的文物中保持多样性的第一步。

“没有任何一个国家有足够的多样性成为自给自足”，在全球作物多样性信托基金公关经理路易斯·萨拉萨尔说。

为此，十多年前，各国通过粮食和农业植物遗传资源国际条约该条约旨在建立一个共享种子获取途径的多边体系。

“自从条约粮食和农业植物遗传资源...... 135个国家都同意，我们生活在一个相互依存的世界里，”萨拉萨尔说。

然而，很少有基因库符合国际标准，2014年由粮农组织制定为了长期的保护。1996年，福勒受粮农组织委托，领导了第一次对世界植物遗传资源状况的评估。

回应的基因库经理说，他们需要再生50%到100%的基因。随着时间的推移和储藏条件的不同，种子的生存能力会下降，所以基因库需要让植物再生，产生新鲜的种子，这样它们才有良好的生存能力。

有这么多需要为自己的藏品这么大个做到这一点的事实是一个不祥的征兆 - 一个指示的存储不佳，管理不善，最终遗传侵蚀，福勒说。第二次评估由联合国粮食与农业组织在2010年出版，指出，需要再生的种子积压坚持调查的基因库的37％，他们中18％的增加。

在适当的冷藏条件下，种子应能存活100年。如果没有满足这些条件，它们必须更经常地进行再生，以维持生存能力——但要付出代价。Fowler说，当种子从仓库中取出并生长以产生新鲜的新种子时，很难使原始样本完全还原。

收集在马拉维，后来在爱荷华州艾姆斯再生的玉米种子样品，例如，可能会导致不同的样本中 - 一个在基因表达可以相差很大，甚至可能失去一些差异，他说。

在许多最有价值的收藏品收藏的发展中国家，设施缺乏最先进的设备，而且电力昂贵。印度国家植物遗传资源局依赖于在零下64度用电储存种子。考虑到费用，它正在探索存储方法依赖液氮并可能成本更低。

除了存储

然而，保存这些材料只是成功的一半。

位于萨斯卡通的加拿大植物基因资源主管Axel Diederichsen说:“首要任务是简单地保持这些材料的存活，然后，在劳动力允许的情况下，我们想要赋予这些材料特性——将物理特征与基因联系起来。”

描述每个样本——这意味着增长和评估样本识别感兴趣的特征,比如那些可能是有用的在适应气候变化规划——是一个重要的一步gene-banked材料需求从作物育种者和研究者们渴望利用不同集合的特征是飞涨。

尽管内部的多样性很重要，但全球农作物基因库往往资金不足，并面临其他威胁。

然而，彻底表征每个样品的特性需要时间和资源，而且往往是在能够识别感兴趣的性状的种子，让他们到作物育种者手中的瓶颈。

圣彼得堡Vavilov植物工业研究所所长Nikolai Dzyubenko说，对于一些作物来说，开发一个新品种可能需要从100到150个基因库样本中进行选择(平均占某一特定作物保存的多样性的1%到5%)这个名字是以植物遗传学家尼古拉·瓦维洛夫(Nikolai Vavilov)的名字命名的。上世纪20年代，瓦维洛夫在当时的俄罗斯列宁格勒(leningrad)收集了世界上数量最多的植物种子，他支持采集多样的基因，以供使用，而不仅仅是保存。

对于高度复杂的任务繁殖，Dzyubenko补充说，在研究人员的处置作物遗传多样性可能是不够的，所以他们必须接近世界寻求更多的材料周围的其他基因库。

“随着气候变化，现在迫切需要确定作物品种及其野生亲缘的特征，并让育种者参与培育品种，”粮农组织粮食和农业遗传资源委员会秘书Linda Collette说。该委员会于今年1月发布了这份报告自愿准则鼓励各国的研究，保护和适应规划利用遗传资源。

尽管紧迫性，“在美国，我们有限的资源做我们的收藏领域和温室评估，以确定有用的特性，”斯蒂芬妮·格林，馆长在堡国家遗传资源中心保存说。科林斯，科罗拉多州。

转折点

但是，基因库，可以说是处于一个转折点。基因库，学术界和产业界的一个国际财团最近推出的努力，被称为DivSeek，系统地链接的基因和种子的性状。同时，全球作物多样性信托基金托管基因库库存的萌芽集中式数据库，名为Genesys的，这将使研究人员能够矿集在以前从未访问过的方式。

“虽然大多数基因库是在20世纪70年代创建的，上下文其经营是当今非常不同，”福勒说。

气候变化，他在其中记录了他的旅程得到斯瓦尔巴群岛建造的新纪录片“种子时间”之称，是一个最大的挑战，农业面临。在气候变化，基因库将会比以往任何时候都更加重要。矿现有的多样性的能力是至关重要的繁殖种子的未来。

福勒说:“问题不在于基因库如何保持不变并继续打开它们的冷冻库，而在于它们如何使自己在功能上有用。”

Bramel说，这很重要，因为“当我们面临气候变化的挑战时，我们将通过识别具有物理特征的基因来增加保存种子的价值。”

但这通常意味着，即使需求增加，也要用同样或更少的资金做更多的事情。格林说，由美国公共和私人组织发起的国家植物种质系统(National Plant Germplasm)提供了56万份种子样本，比2000年的45万份增加了25万份，比2000年的17.5万份增加了25万份。然而，预算正在慢慢减少，从2003年高达4500万美元下降到4000万美元。

保存和使用基因库中的材料具有极高的成本效益比。2014年的一项研究假设，在未来100年的某个时候，一件不利事件将扰乱希腊7种主要农作物的生产。

然后，它估计遗传资源的价值，由希腊基因库维护，能够挽救丢失的作物产量。它认为，希腊的基因库目前的经营成本是它产生对潜在损失的产量每年农作物保险的形式$ 3百万价值的不到3％。

世界各地的研究人员专用的无形的，非政治性带维持这些基因银行保险政策。他们走在瓦维洛夫，谁死在第二次世界大战期间，监狱饥饿的脚步，而他的工作人员列宁格勒围困期间遭受了同样的命运，而不是妥协，他们已经保存人类的种子。

“在基因库工作的人现在也有同样的激情，”格林说。“就像ICARDA的人一样，为了保护这些材料，你将冒生命危险。”

这篇文章最初发表在Ensia。