保护食品保护剂：是危险的作物基因库吗？

在过去几年的叙利亚内战中，反叛者战斗机已经摧毁了什叶派清真寺和基督徒坟墓，烧毁了基督教教堂，而伊斯兰国家集团已拆除该地区的无价之宝。争论对该地区的控制似乎没有什么是神圣的。然而，到目前为止，一家古代种子的商店被孤单留下。

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

“我们很幸运，[叛军]意识到保护生物多样性的重要性;ICARDA遗传资源部门艾哈迈德AMRI说，这是从未被奥莱普波打断过的活动之一。“但我们无法预测每天将是如何。”

Icarda只是全球数百个机构作物收集，或作物基因库，以至于各种各样地保护各种作物种群及其野生亲属的样本，甚至在其他地方储存的重复，因此这种巨大的遗传多样性不会丢失。

种子是最容易存储的样本，并且显着地，反叛分子允许五个剩余的Icarda员工，所有叙利亚人，以维持该国​​的种子收集。

在2012年初叙利亚局势恶化之前，Icarda工作人员勤奋地重复了26,000名尚未安全地储存在叙利亚外，并将其转移给土耳其和黎巴嫩。

自2012年以来，他们继续在挪威和叙利亚境外的其他地点的Svalbard全球种子穹窿中继续进行重复的样本，现在计划在摩洛哥重建集合，以便他们可以继续分发种子。他们的努力在3月份认识到植物育种的贡献，他们努力获得了格雷戈尔门德尔的创新奖。

斯瓦尔巴特群岛种子银行是一个所谓的“世界末日金库”，位于挪威一座永久冻土覆盖的山上，是世界种子收藏的全球备份。

目前还不清楚叙利亚武装分子为什么不去ICARDA的基因库。这可能是因为ICARDA在新月沃土地区的声望，那里的农业始于一万多年前，也可能是因为它的工作人员让战士们相信了它的重要性。

全球作物多样性信托基金会(Global Crop Diversity Trust)前执行主任卡里•福勒(Cary Fowler)表示:“即使故事结局很糟糕，ICARDA也在发生着一些特别的事情。”该基金会总部位于德国波恩，使命是永远保护作物多样性。

赏金的多样性

世界上的基因库拥有丰富的多样性，这些多样性是由农民辅助的进化创造出来的。它们确实是无价的:没有真正的方法来量化它们的价值。

唯一清楚的是，他们维持这些遗传资源从一个国家流向另一个国家的工作对粮食安全至关重要。在气候变化面前，它们的重要性越来越大:在这些国家和国际收藏的种子中，几乎肯定含有有助于未来作物抵御疾病或长期干旱的特性。

ICARDA是全球大约1750个个体基因库之一，这些基因库收集、储存、再生和分发农作物品种及其祖先。迄今为止，世界各地的基因库中有740万份基因样本;其中大约25%是独一无二的，其余的是复制品。如果这些藏品得不到维护，它们就有可能永远消失。

然而，尽管基因库对粮食安全的未来至关重要，但它们面临着无数挑战，其中之一是缺乏安全资金，这是人为的、普遍的、长期的挑战。

大多数国家资助某种类型的作物多样性银行。此外，被称为CGIAR的全球联盟还负责监管地区藏品。

福勒说:“我无法说出一个在安全的、多年预算下运作的基因库。”

然而，为了确保遗传多样性，基因库必须维持，再生，表征和将其内容的内容与各种政府预算致命的怜悯的群体相一年至同一年。

结果？在全球作物多样性信托副执行主任PaulaBramel表示，在没有一致的长期资金的情况下，基因银行跛行，根据危机管理方法运作，只是为了维持水土区的保守地质的可行性。

秘鲁利马国际马铃薯中心基因库的负责人David Ellis将其简而言之：“世界上主要的基因银行遭到支持需求。”

为了阻止由于全球资金短缺而导致的忽视，全球作物多样性信托基金将在4月份启动一项行动，募集第一批5亿美元资金，该基金最终希望筹集8.5亿美元捐赠来自政府，基金会，非营利组织和行业。

今年美国联邦预算中为美国海军核动力航空母舰“乔治·华盛顿号”(USS George Washington)加油和翻新预留的费用，足以保障世界农作物的集体未来。如果没有这笔钱，那些能在气候变化中保护作物的有价值的特性可能会被载入史册。

一系列威胁

缺乏资金 - 虽然最紧迫 - 几乎不是基因库的唯一威胁。从历史上看，在内乱的地区，基因银行在内乱的地区并不频繁，这使得叙利亚发生了如此异常。

实际上，Icarda的总部存在于叙利亚，因为内战在黎巴嫩爆发了，最初在1977年计划的地点。由于阿富汗，布隆迪，卢旺达和所罗门群岛的冲突，基因银行收集已经丢失或摧毁。

基因库也面临着一系列其他威胁。当基因银行在2011年在泰国淹没时，一些独一无二的20,000种米饭养殖者持有永远失败。菲律宾的国家基因银行于2006年从洪水损失中恢复过来，仅在2012年被火灾摧毁。

“热带风暴是整个太平洋的一个担忧;气候变化是一个现实，”位于斐济苏瓦附近的太平洋作物和树木中心(CePaCT)的遗传资源协调员Valerie Saena Tuia说。

城市的侵蚀威胁到其他的收集，特别是许多不能作为种子储存的作物，如可可或椰子，只能作为田野里的活树保存。

在世界范围内，椰子采收面临着害虫、气候变化、环境退化、自然灾害和城市化的威胁。2013年，南太平洋国际椰子基因库附近发现了一种毁灭性的疾病，促使该基因库从穆鲁纳斯迁移到巴布亚新几内亚的普尼普尼。

“在任何特定的时间，世界各地的一个基因库中几乎总是有些不良事情，”福勒说。

这一漏洞促使福勒支持建立斯瓦尔巴特群岛种子银行，这是一个所谓的“世界末日金库”，位于挪威一座永久冻土覆盖的山上，作为世界种子收集的全球备份。但与ICARDA和其他基因库不同，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工作贡献遗传多样性的工作实体。

长期的保护

然而，像斯瓦尔巴特群岛这样的保护措施是在保存的物种中保持多样性的第一步。

“没有一个国家有足够的多样性，”全球作物多样性信托的通信经理Luis Salazar说。

出于这个原因，十多年前，各国通过粮食和农业植物遗传资源国际条约，所谓的国际种子条约，创造一个分享种子的多边体系。

萨拉查说:“自《粮食和农业植物遗传资源条约》签署以来，已有135个国家一致认为我们生活在一个相互依存的世界。”

然而，很少有基因库达到国际标准，由粮农组织于2014年制定，长期保护。福勒在1996年举行了粮农组织委托的世界植物遗传资源状况的第一次评估。

回复的基因银行管理人员表示，他们需要重新制止50％到100％的收藏品。随着时间的推移，根据储存条件，种子活力可以减少，因此基因库需要再生植物生产新种子，因此它们具有良好的活力。

福勒说，事实上，如此多的人需要为他们这么大比例的藏品做这项工作，这是一个不祥的迹象——这表明了糟糕的存储、糟糕的管理和最终的遗传侵蚀。第二次评估该报告指出，在接受调查的基因库中，有37%存在需要再生的种子积压，18%的基因库增加了。

在适当的冷储存条件下，种子应保持可行100年。如果没有达到这些条件，必须更频繁地再生以维持存活率 - 但以成本为例。当种子被储存并生长以产生新的种子时，福勒说，原始样品难以将原始样品重构。

他说，例如，在马拉维采集的玉米种子样本，后来在爱荷华州的艾姆斯进行再生，可能会产生不同的样本——其中的基因表达可能存在很大差异，甚至可能失去一些多样性。

在发展中国家，许多最有价值的收藏品都在那里，设施缺乏最先进的设备，电力也很昂贵。印度国家植物遗传资源局依赖于在零下64度的电力储存种子。考虑到费用，它正在探索储存方法依赖液氮而且成本更低。

超越商店

尽管如此，保存材料只是一半的战斗。

位于萨斯卡通的加拿大植物基因资源馆馆长Axel Diederichsen说:“首要任务是保持材料的可行性，然后，如果劳动力允许，我们想对材料进行表征——将生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。

尽管在持有的多样性重要性中，但全球作物基因银行往往不足，面临其他威胁。

然而，彻底描述每个样本的特性需要时间和资源，而且往往是识别种子感兴趣的特性并将它们送到作物育种者手中的瓶颈。

对于发展新的种类来说，旨在从100到150个基因银行样本中选择100到150个基因库样本（其平均占给定作物的保留多样性的1％至5％），该植物总监Nikolai Dzyubenko表示Industry in St. Petersburg — named after Nikolai Vavilov, a plant geneticist who amassed the world’s largest collection of plant seeds in then–Leningrad, Russia, in the 1920s and championed the collection of genetic diversity to be used, not simply conserved.

Dzyubenko补充说，对于高度复杂的育种任务，研究人员可以利用的作物遗传多样性可能不够，因此他们不得不接触世界各地的其他基因库，寻找更多的材料。

“现在有气候变化，以气候变化为特征，以表征作物品种和野生亲属，涉及育种者开发品种，”粮农组织遗传资源委员会遗传资源委员会遗传资源委员会委员会委员会（1月）发布自愿准则鼓励各国在适应规划中研究、保护和利用遗传资源。

尽管如此，“在美国，我们只有有限的资源来对我们的藏品进行实地和温室评估，以确定有用的性状，”科罗拉多州柯林斯堡(Ft. Collins)国家遗传资源保护中心(National Center for Genetic resources Preservation)馆长斯蒂芬妮·格林(Stephanie Greene)说。

转折点

但基因库可以说正处于一个转折点。一个由基因库、学术界和产业界组成的国际联盟最近发起了一项名为DivSeek的努力，旨在系统地将基因和种子性状联系起来。此外，全球作物多样性信托基金(Global Crop Diversity Trust)正在建立一个名为Genesys的中央基因库库存数据库，这将使研究人员能够以前所未有的方式挖掘收藏。

福勒说:“尽管大多数基因库创建于20世纪70年代，但它们今天运行的环境却截然不同。”

他在新纪录片《时间的种子》(Seeds of Time)中说，气候变化是农业面临的最大挑战。这部纪录片记录了他建造斯瓦尔巴群岛的历程。在气候变化的情况下，基因库将比以往任何时候都更加重要。挖掘现有多样性的能力对于培育未来的种子至关重要。

福勒说:“这不是基因库将如何保存并继续打开它们的冷藏库，而是它们如何使自己发挥功能。”

这很重要，Bramel说，因为“当我们面临气候变化的挑战时，我们将通过识别身体特征的基因来增加保存的种子的价值。”

但这通常意味着在需求增加的情况下，用同样或更少的资金做更多的事情。格林说，美国国家植物种质系统是由美国的公共和私人组织发起的一个项目，拥有56万份样本——从2000年的45万份增加到2013年的25万份种子请求，从2000年的17.5万份增加。然而，预算正在慢慢减少，从2003年4500万美元的高点降至4000万美元。

基因库中的材料保存和使用材料具有极高的成本效益比。2014年研究假设在未来100年的某些时候，不良事件将破坏希腊七种主食作物的产量。

然后，它估计了由希腊基因库维护的遗传资源的价值，能够损失作物生产率。它发现希腊基因银行目前的运营成本不到300万美元的3％，它以每年作物保险的形式抵抗潜在的产量。

一个由世界各地的专职研究人员组成的无形的、不带政治色彩的团队维护着这些基因库的保险政策。瓦维洛夫在第二次世界大战期间死于饥饿，他的手下在列宁格勒围城战中也遭受了类似的命运，而不是牺牲他们为人类保存的种子。

“在基因银行工作的人现在具有同样的激情，”格林说。“就像Icarda的人一样，你将把你的生命放在线上以保护这种材料。”

本文最初出现在Ensia。