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Croda禾大作物保护

提高作物的抗逆性:缓解逆境条件的影响

使植物更能适应极端环境条件是农业研究和发展的一个不断增长的领域,也是未来可持续农业的关键。我们的新论文探讨了非生物胁迫管理的可能性和挑战。

为什么要关注逆境影响?

作物逆境条件,即由干旱、涝、盐分(耐盐性)、pH 值和温度(极端寒冷和热应激)等环境因素引起的损害,一直以来都是极端气候下农民面临的问题。随着气候变化带来越来越不稳定的天气,逆境条件的影响正在全球范围内加剧,即使在历史上气候温和的地区也不例外。一些估计表明,逆境条件已经导致每年超过1700亿美元(1380亿英镑)的作物损失。

逆境条件可能直接损害作物,也可能诱导对作物健康和产量有害的生物学响应。通过调整植物对这些胁迫的反应,我们可以培育出在气候条件恶化的情况下产量更好、更具韧性的作物。

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应对逆境条件的四种策略

在我们的新论文“提高作物的抗逆性:缓解逆境条件的影响”中,我们探讨了应对逆境条件的四种策略:种子引发、生物刺激素、育种和良好的农业实践。

种子引发会带领种子度过早期萌发阶段——在这个阶段,它最容易受到环境压力的影响——然后再进行种植。这不仅改善了总体发芽率,即使在应激条件下也能防止种子休眠。定制的种子引发还可以刺激抗氧化剂和渗透保护剂等防御机制,使植物更具抗逆性。

生物刺激素是应用于种子、植物或土壤的化学物质或微生物,以刺激植物的自然过程。例如,一些生物刺激素可以促进抗氧化剂的产生,使植物能够清除过量产生在应激植物中的活性氧自由基(ROS),这些分子可能会损害植物细胞。像Meliora™这样增强抗氧化剂的生物刺激素还被证明可以提高豆类的质量,并将可可平均产量提高了35%以上

育种涉及创建具有适应逆境条件的遗传特性的作物,例如自然产生更多抗氧化剂或生长激素。传统上,这涉及将具有理想特性的植物杂交,使其暴露于逆境条件(如水分不足、高盐度、极端温度和营养不足)中,以诱导与应激相关的生理和生化变化。然而,现代测量技术现在使我们能够检测与理想特性相关的分子或遗传标记,以便更快、更有针对性地进行选择性育种计划。直接基因编辑可能在未来发挥作用,但目前仅限于实验室研究。

最后,良好的农业实践将变得越来越重要。这包括减少逆境条件的产生,例如种树以遮荫、高效管理水资源以及使用传感器实现更精确、数据驱动的逆境干预。

一个重要且令人兴奋的研究领域

尽管在作物抗逆解决方案方面的创新不断增长,但我们只是触及了浅层的技术。这个领域仍然具有广泛的研究途径,需要在上述所有领域中继续探索。

我们的新论文探讨了四个领域中正在开发的一些方法和解决方案,并讨论了农业研究人员面临的广泛挑战,以及我们如何克服这些挑战以推动这一令人兴奋的创新领域。

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白皮书:提高作物的抗逆性,缓解逆境条件的影响

6.5 MB
Whitepapers abiotic stress Marcia Werner

提高植物的抗逆性和产量

Marcia Werner,盈可泰研发总监:“使植物对极端环境条件更具韧性是一个不断发展的研究和开发领域。作物的逆境条件可以直接损害作物,或者触发对作物健康和产量有害的生物反应。通过改变作物对这些逆境条件的反应方式,我们可以使作物更具韧性,即使在气候条件恶化的情况下也能获得更好的产量。尽管围绕缓解作物逆境条件解决方案的创新日益增多,我们才刚刚开始探索其可能性。该领域仍然具有挑战性,还有许多研究途径有待探索。我们的新论文探讨了这四个领域正在开发的一些方法和解决方案,并讨论了研究人员面临的广泛挑战,以及我们如何克服这些挑战,以推动这一令人兴奋的创新领域的发展。”
该报告的编写参考了来自 Incotec 和 Croda 等领域的专家意见,也参考了其他来源的意见,包括 Rosa Dominguez-Espinosa 博士(先正达)、Agnieszka Doroszuk 博士和 Ben Scheres 教授(Rijk Zwaan)、Edvaldo Aparecido Amaral da Silva 教授(圣保罗州立大学)和 Hubert Ehouman(UPL)。
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