在本周的“种子世界”播客节目中,麦吉尔大学博士候选人内哈·帕瑟卡尔解释了基因组学、转录组学和气候研究如何帮助育种者为未来开发抗病作物。
随着气候变化重塑世界各地的生长条件,科学家们开始提出一个可能对农业产生重大影响的问题:未来作物能否像今天一样抵御疾病?
这是最新一期“种子世界播客”的重点,本期节目邀请了麦吉尔大学植物科学博士候选人、今年加拿大植物育种创新奖学金获得者之一的 Neha Paserkar。
帕瑟卡尔的研究重点是 核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum),俗称白霉病,是影响油菜、大豆、向日葵和干豆等作物的最顽固、经济上最重要的病害之一。
帕瑟卡尔在播客中解释说:“这种病原体会产生一种叫做菌核的结构,这种结构可以在土壤中存活数年。这使得它很难控制。”
但她的研究远不止于了解当前的病害压力。她正在研究大气中二氧化碳浓度上升会如何改变植物与病原体之间的分子相互作用,从而可能改变未来作物品种的抗病机制。
“我们假设植物和病原体目前的反应方式,在未来或在高二氧化碳浓度条件下不会以同样的方式反应,”她说。“这项研究将帮助我们了解如何提高作物的气候适应能力。”
为了解答这些问题,帕瑟卡尔将温室研究与全基因组关联分析、转录组学和生物信息学相结合,以识别与抗病性相关的基因。其目标是为植物育种者提供更好的工具,从而更高效地培育抗病品种。
“基因组学有助于识别与重要性状相关的基因组区域,而转录组学则揭示基因层面上发生的情况,”她说道。“结合这些方法可以获得更精确的结果,从而直接帮助植物育种者培育出更具抗性的品种。”
本集节目还探讨了帕瑟卡尔在植物育种领域的个人历程。她最初在中国攻读博士学位,但由于新冠疫情导致的边境关闭,她无法返回中国完成实验,研究被迫中断。她并没有放弃,而是利用这段时间积累了基因组学和生物信息学方面的专业知识,之后才在麦吉尔大学重新开始研究。
“它教会了我,你应该做好应对不确定性的准备,并且要有足够的韧性和灵活性来应对接下来的一切,”她说。
那段经历也塑造了她对植物科学未来的看法,即研究人员必须将传统的育种知识与先进的数据分析相结合。
“对于未来的科学家来说,理解分子生物学和温室实验与学习数据驱动技术同样重要,”她说。“两者结合起来,可以帮助我们解决日益复杂的问题。”
尽管面临诸多挑战,Paserkar 表示她的动力依然很简单:帮助农业变得更加可持续。
“如果能解决病虫害抗性问题,就能直接提高作物产量,”她说。“这有助于可持续农业发展,并增强我们的粮食系统。”
本期节目将带领听众深入了解下一代植物育种研究——以及为什么为应对未来的气候而培育作物,首先要了解植物如何应对当今不断变化的环境。
加拿大植物育种创新奖学金由阿尔伯塔谷物公司、加拿大种子种植者协会、FP Genetics公司、HyTech Production公司、Richardson公司、SaskWheat发展委员会、SeCan公司、加拿大种子公司、加拿大种子世界公司和Warburtons公司赞助设立。
(谷歌翻译: Can Crops Keep Fighting White Mold in a Changing Climate?)