绘制可可树基因图谱:关于巧克力的科学革命

在巧克力的重要原料可可豆的主要产地非洲 , 最近几年战乱饥荒频仍 , 而其他的生产地亚洲和拉丁美洲 , 最近几年则遭受着疫病、虫害、水灾等的打击 , 致使可可豆的价格上涨多达50% , 并且产量很不稳定 。日前 , 世界最大的巧克力生产商之一的Mars与IBM以及美国农业部一起合作 , 准备绘制可可树的基因图谱 , 并加以彻底分析 。这项研究 , 对于全球的巧克力爱好者们固然是福音 , 但是它更大的意义在于可以帮助全球总数超过650万的可可树种植农户 , 他们其中有70%都居住在非洲 , 其余的则居住在亚洲和拉丁美洲等不发达地区 , 并且大多是小型家庭经济 , 而非大型农业企业 。
计算机技术运用于可可种植
过去10年当中 , 美国农业部门一直和Mars合作 , 为改善可可的种植而努力 。美国每年对可可的需求都十分旺盛 , 但美国本土却甚少种植可可 , 完全依赖于进口 。在美国 , 每进口一美元的可可豆 , 就需要花费一到两美元的本地农作物参与到巧克力的制作当中 。
“蓝色基因”(Blue Gene)是世界运算速度第二快的超级计算机 , 它的最新任务 , 就是帮助美国农业部的农作物生产与防护部门的科学家 , 绘制出可可的基因遗传图谱 。“如果我们想要更好地理解并且发展某种农作物 , 将它的基因图谱绘制出来是至关紧要的第一步 。”美国农业部农作物生产与防护计划副主任朱迪·圣约翰(Judy St John)这样说道 。根据现在的研究 , 可可的基因序列由4亿多个部分组成 。
Mars的全球作物科学部主管霍化德-亚纳·夏皮罗(Howard-Yana Shapiro)如此描述这项任务的目的:利用目前最先进的数字生物技术 , 来探寻可可树的基因之中对于病虫害、干旱的抵御机制 , 同时还有可能改进植物的口味 。除此以外 , 还有其他潜在的回报 , 比如促进可可树植株的发展 , “用传统方法来种植可可植株 , 一般需要5到8年 , 但是经过数字生物学家们和超级计算机的合作 , 在温室中可以只用18个月就得到新的可可树植株 , 速度大大加快 。”夏皮罗对计算机新技术运用于可可种植的前景非常乐观 。
在这项为期5年的计划当中 , “蓝色基因帮助科学家们绘出可可树的基因序列 , 再加以分析 , 就可以让人们拣选出更强壮的植株 , 能够对抗真菌的感染、抵御虫害 , 并且能够应对全球变暖带来的更为干旱的气候 。”阿贾伊·罗伊尤鲁(Ajay Royyuru) , 来自IBM的高级计算机工程师总结新技术对于可可种植的意义时这样说道 。来自华盛顿大学的科学家们也会参与到这项计划当中 , 将蓝色基因测得的数据用专业的仪器制成可可的遗传图谱 。
转基因巧克力?
【绘制可可树基因图谱:关于巧克力的科学革命】 相对于玉米、小麦、水稻等维持人们日常生活的农作物而言 , 可可的研究显得十分单薄 。而在农业市场上 , 这种能够制作出让人着迷的巧克力的新大陆植物 , 日益变得奇货可居 。据预测 , 这个季度世界对于可可的需求量是29000吨 , 大大超过此前预测的6000吨 。到下一个季度 , 这个数字会继续上升 , 全世界可可的需求量会出现21000吨的缺口 。