随着全球人口增长和气候变化对农作物生产造成越来越大的威胁，目前的粮食系统不太可能满足未来的需求。尽管有超过12,000种植物是可食用的，但全球农业仍然依赖于少数几种作物，约30种作物提供了95%的全球卡路里。这种依赖导致了一个高度同质化且越来越脆弱的粮食系统。

中国科学院遗传与发育生物学研究所（IGDB）徐操教授团队的新研究强调了一条有前景的途径，通过复兴孤儿作物——这些作物具有更高的生物多样性、营养价值和地方适应性，来增强全球食品和营养安全。

具体而言，研究人员系统地分析了这些作物的农业价值和主要挑战，并提出了一种人工智能驱动的育种策略，以加速改良并释放孤儿作物的潜力。这项研究于11月26日发表在《自然通讯》上。

孤儿作物，包括像丰年稻和提夫这样的谷物、如豇豆等豆类，以及在地区重要的蔬菜、水果、纤维作物和油料作物，因它们抗逆性强、营养成分丰富、物种多样性高而受到重视。把孤儿作物纳入主流，可以改善营养安全、增强气候韧性，还能在区域和全球范围内扩大农业生物多样性。

然而，由于对研究的投资有限以及缺乏创新的育种系统，许多被忽视的作物缺乏高产、优质和稳定的优良品种，限制了它们的推广。

为了克服这些障碍，徐操教授及其团队提出了一种综合的DSAP战略，结合了全新驯化、快速育种和人工智能赋能的表型学，以加快对被忽视作物的育种进程。全新驯化利用基因组编辑快速引入理想特性，同时保持抗逆能力。快速育种通过受控环境和延长光照周期来缩短育种周期。人工智能赋能的表型学可以高效、精准地选择优良品系。

通过这个综合框架，可以加速 种质创新、世代更替和品种评估，解决传统作物育种中的主要瓶颈。

研究人员强调，改善被忽视的作物可以提供一种多方面的策略来提升食品多样性、营养质量和环境可持续性。随着对科学研究的持续投资和支持政策的落实，孤儿作物可能成为未来可持续食品系统的重要组成部分。