多年前，NASA 在太空培育小麦，旨在为宇航员提供永不枯竭的食物供应。为了帮助植物生长，宇航员们持续不断地给植物照射光线。在作物看来，太阳从未落山。永远都是晴朗无云的正午。额外的光照促进了其快速生长。
研究人员现在正在地球上使用相同的技术，快速培育小麦的数代连续作物，以培育出能够抵御气候变化导致的持续干旱、严重高温或强降雨的作物。他们的实验在短短八周内完成了从小麦种子到种子的整个周期，使得一年内可以培育多达六代小麦。
科学家们认为，这一过程可以在更短的时间内生产更多食物，以养活日益增长的饥饿世界；同时，更快地生产更多作物将有助于研究人员试验不同的基因组合，从而培育出更能抵抗气候变化的品种。
约翰·英尼斯中心（位于英国诺里奇）的作物遗传学科学家Brande Wulff表示：“在全球范围内，我们在培育产量更高、适应力更强的作物方面面临着巨大的挑战。能够在更短的时间内完成更多世代的循环，将使我们能够更快地创建和测试基因组合，寻找不同环境下最适宜的组合。”
“速生育种”技术比“轮作育种”技术有显著进步。“轮作育种”技术是在二战后率先提出的，该技术允许农民每年只种植两代作物。第一代作物将在夏季扎根，第二代将在冬季扎根，届时将被转移到更温暖的地方。速生育种技术每年可以让研究人员多培育四代小麦。
研究人员通过增强光合作用来培育作物，光合作用是植物利用太阳能生产食物的过程。他们每天将植物暴露在 LED 灯下长达 22 小时。“我们还为植物提供稍强的肥料以维持快速生长，”Wulff 说。“我们发现这基本上是一项简单的技术，已被证明易于在全球不同实验室安装和采用。”
速生育种技术可能成为推进作物遗传学理解的宝贵工具。“我希望十年后，你能走进一片田地，并指出那些属性和性状是利用这项技术培育出来的作物，”Wulff 说。他的同事包括来自昆士兰大学和悉尼大学的研究人员。他们最近在《自然·植物》杂志上发表的一篇论文中描述了他们的工作。
Wulff 说，他们研究产生的作物非常茁壮，这让持怀疑态度的批评者大吃一惊。“人们说你可以快速循环培育植物，但它们会看起来很小很不显眼，而且只结几个种子，”他说。“事实上，这项新技术培育出的植物比标准条件下培育的植物看起来更好，也更健康。一位同事第一次看到结果时简直不敢相信。”
该系统适用于多种作物。研究人员在硬质小麦、普通小麦、大麦、豌豆和鹰嘴豆上每年可实现多达六代，在油菜籽（一种芥菜籽油）上可实现四代。
Wulff 说：“我们已经证明，这项技术适用于春小麦，（它）不需要春化——即需要一段较长的寒冷期来促进开花。如果我们直接将冬小麦放入速生育种环境，它们会变得非常茂盛但从不开花，或者最多开花很晚。然而，如果我们先将冬小麦置于寒冷环境中进行八周的春化处理，然后再将其移入速生育种环境，那么它就会迅速生长、开花并在大约八周内结籽。”
Wulff 表示，发展中国家的几位同事已经开始了速生育种研究，这“并不令人意外，考虑到研究竞争有多激烈，”他说。“如果你的竞争对手在使用速生育种而你没有，那么你就会落后。令我惊讶的是，它没有更早地被更广泛地采纳。这在一定程度上是由于怀疑，在一定程度上是由于习惯——旧习惯难以改变——以及 LED 照明的成本和质量，直到最近，它仍然太贵了。”
虽然科学家们没有测试他们作物的营养质量，但 Wulff 说没有理由认为它们的营养不如常规品种。“如果它们营养受损，我会感到惊讶，”他说。“事实上，我们研究过的绝大多数（如果不是全部）性状在我们的速生育种和标准生长条件下都是相似的。
虽然速生育种技术在培育不同品种的作物方面很有用，但目前它仍然太昂贵，无法大规模推广。LED 灯比科学家们过去使用的钠灯便宜，但它们仍然太贵，无法用于大规模种植小麦以供大众消费。Wulff 说：“不过，也有一些例外，例如一些作物现在可以在完全受控的环境中以经济高效的方式种植，比如生菜。”
他说：“我们必须利用工具箱中的每一个工具来培育能够抵御气候变化严峻考验的植物，并可持续地养活日益增长的人口。通过加速作物生长和繁殖，全球的科学家和育种家将能够更快地培育和工程化出更能适应未来气候的植物——这些植物营养丰富，并且更能抵抗疾病。”
玛琳·西蒙斯为Nexus Media撰稿，该媒体是一家涵盖气候、能源、政策、艺术和文化的联合新闻社。
