研究人員指出非洲大豆面臨的獨(dú)特增長挑戰(zhàn)

伊利諾伊州 URBANA - 盡管大豆的蛋白質(zhì)和油含量很高，并且具有促進(jìn)非洲糧食安全的潛力，但非洲的大豆產(chǎn)量不到世界總產(chǎn)量的 1%。生產(chǎn)滯后，部分原因是大多數(shù)大豆品種是針對(duì)與非洲環(huán)境不匹配的北美和南美條件培育的。

來自伊利諾伊大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的美國國際開發(fā)署資助項(xiàng)目大豆創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室 (SIL) 的研究人員正在努力改變這種狀況。在發(fā)表在《農(nóng)學(xué)》雜志上的一項(xiàng)新研究中，他們開發(fā)了幫助育種者專門針對(duì)非洲環(huán)境改良大豆品種的方法，目的是創(chuàng)造快速成熟的品系，以提高小農(nóng)的收成和利潤。

“對(duì)于生產(chǎn)者和育種者來說，了解一個(gè)品種何時(shí)成熟非常重要：當(dāng)植物處于滿負(fù)荷狀態(tài)并表現(xiàn)最佳時(shí)。我們有動(dòng)力填補(bǔ)非洲成熟時(shí)間方面的知識(shí)空白，”Guillermo 說Marcillo 是 I 大學(xué)作物科學(xué)系的博士后研究員，也是這項(xiàng)新研究的第一作者。

Marcillo 和他的合作者利用了五年的 SIL 性能試驗(yàn)，包括在非洲 68 個(gè)地點(diǎn)種植的 176 個(gè)品種和試驗(yàn)品系。這些試驗(yàn)是 SIL 泛非品種試驗(yàn) (SIL-PAT) 網(wǎng)絡(luò)的一部分，目前在 100 個(gè)地點(diǎn)和 24 個(gè)國家/地區(qū)開展工作。

研究人員使用一種稱為廣義加性模型 (GAM) 的統(tǒng)計(jì)方法，針對(duì)環(huán)境變量(包括溫度、日長和海拔)分析了品種的成熟時(shí)間。該模型能夠預(yù)測(cè)在非洲種植的品種的大豆在 10 天內(nèi)的成熟時(shí)間。

“我們實(shí)施的方法非常具有創(chuàng)新性，引入了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)算法和傳統(tǒng)育種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以捕捉不同地區(qū)品種與環(huán)境之間的相互作用，”Marcillo 說。

作物科學(xué)系助理教授兼該研究的合著者 Nicolas Martin 表示，使用新的統(tǒng)計(jì)方法來分析多環(huán)境數(shù)據(jù)集非常重要。

“多環(huán)境試驗(yàn)允許育種者分析不同條件下的作物性能，但由于數(shù)據(jù)不平衡也帶來了統(tǒng)計(jì)挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代統(tǒng)計(jì)方法，包括 GAM，可以靈活地平滑一系列響應(yīng)，同時(shí)保留在其他方法下可能丟失的觀察結(jié)果， “ 他說。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在預(yù)測(cè)成熟時(shí)間方面，環(huán)境因素，特別是每日最低溫度和種植和成熟之間日長的變化，遠(yuǎn)比基因型差異重要。

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