取經野生種：尋找耐天災、抗病蟲新品系的好方法？！

 

杜蘭小麥。圖片來源：維基百科。

氣候變遷造成洪水、乾旱、熱浪等天災出現得更頻繁，也會刺激造成病蟲害病菌與害蟲的繁殖。這些對於糧食生產都會造成重大影響，因為現在種植的作物品系，都是過去培育出來的，而過去並沒有這麼多的天災，病蟲害或許也不那麼劇烈。因此，培育可以耐洪水、乾旱、熱浪、病蟲害等的新品系，就成為當務之急。

但是，過去的這些作物品系，都是從數千年前乃至一萬年前的某一或某些品系雜交培育出來的，如果繼續以它們為父母本，真的能夠培育出具有這些特性的新品系嗎？

這讓科學家們將眼光轉向這些作物的野生種。這些作物的野生種們原本都是野草，目前有許多仍存在於野外。在沒有人呵護它們的狀況下，這些野草們繼續過著自立自強的生活，是否在這長久的歲月中，又取得了什麼特殊能力呢？或者說，在野草們被人類選擇並育種成為作物的過程中，會不會有些耐天災、抗病蟲的基因也無意識地被選掉了呢？畢竟育種通常只會著眼於少數的性狀，其他沒有著眼的性狀（如耐天災、抗病蟲），就算被篩選掉了也不知道。

因為想要知道從野生種取經是否可行，一個國際的研究團隊選取了杜蘭小麥（Triticum durum）的野生種與栽培種進行比對。為什麼選取杜蘭小麥，是因為這種小麥是製作義大利麵的原料。杜蘭小麥蛋白質含量超過13%，為所有小麥品系中最高筋的，在國際市場上的價值也最高。

研究團隊比較了60個不同品系的杜蘭小麥。第一組的20個是來自九個不同國家（包含了澳洲、美洲、歐洲與非洲）的杜蘭小麥品系，第二組的20個則是由國際乾旱地區農業研究中心（ICARDA）開發出來的新品系，第三組的20個則是將杜蘭小麥與野生種雜交後取得的品系。

比較的結果發現，第三組有三分之一的品系可對抗小麥葉枯菌（Zymoseptoria tritici，引起麥類葉斑病），但是無法抵抗由Pyrenophora tritici‐repentis引起的黃斑病。

而在抗旱與耐熱上，第三組在乾旱的狀況下果實顯著地較其他兩組大，在高溫時的產量比其他兩組要高了42%。而在缺氮的狀況下，第三組表現得也比另外兩組要好得多。

聽起來第三組好像很棒是不是？但是當研究團隊試著用這三組的杜蘭小麥來製作義大利麵時，第三組卻是最不適合製作的。真漏氣。

當然，這個研究只是開始而已，畢竟育種是長期的努力，未來育種專家們應該可以從第三組的杜蘭小麥品系、或從其他與野生種雜交取得的品系繼續進行育種，選出可抗旱、耐熱又適合製作義大利麵的杜蘭小麥，應該只是時間的問題而已。如果輔以分子標記--先找出到底第三組的品系們的抗旱耐熱基因位於哪一段染色體，每次雜交後先找出具備有抗旱耐熱（可能也要耐病害--哇，要求真多）基因的候選者，再從中尋找適合製作義大利麵的品系，應該可以加速整個育種的過程。

參考文獻：

Noureddine El Haddad, Hafssa Kabbaj, Meryem Zaïm, Khaoula El Hassouni, Amadou Tidiane Sall, Mounira Azouz, Rodomiro Ortiz, Michael Baum, Ahmed Amri, Fernanda Gamba, Filippo Maria Bassi. Crop wild relatives in durum wheat breeding: Drift or thrift? Crop Science, 2020; DOI: 10.1002/csc2.20223