英國University of Exeter 的Daniel Bebber團隊通過模型模擬的方式發(fā)現(xiàn),未來全球氣候變化會增加高緯度地區(qū)的糧食產(chǎn)量,而對低緯度地區(qū)的糧食產(chǎn)量影響較少。更為重要的是,全球變化,尤其是全球變暖會導(dǎo)致病原菌生態(tài)位向高緯度地區(qū)移動,這會導(dǎo)致高緯度地區(qū)病原菌物種豐度的增加并對糧食產(chǎn)量造成等同的負(fù)面影響。該研究成果以Plant pathogen infection risk tracks global crop yields under climate change為題發(fā)表在Nature Climate Change(IF=25.290)上。

Daniel Bebber教授團隊預(yù)計,在未來,高緯度地區(qū)的作物產(chǎn)量增加較多,而低緯度地區(qū)的作物產(chǎn)量變化較小。另外,由于小麥、木薯、油菜籽和向日葵等均在高緯度地區(qū)種植,這會導(dǎo)致全球氣候變化下全球糧食產(chǎn)量的整體增加。

在此基礎(chǔ)上,他們重點關(guān)注了全球氣候變化,尤其是溫度變化(決定病原菌分布和活性的最重要因素)對80種真菌和卵菌屬植物病原體分布的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),全球變暖可能會導(dǎo)致兩極變化,在作物產(chǎn)量增加最多的高緯度地區(qū)病原菌物種豐度也同步增加,而病原菌物種豐度在低緯度地區(qū)卻會降低。

進一步分析發(fā)現(xiàn),全球變化下的病原菌豐度與作物產(chǎn)量之間存在顯著的直接空間匹配。模擬結(jié)果還表明,全球變化還會影響病原菌的群落組成,并且病原菌群落組成的最大變化預(yù)計將發(fā)生在北半球的高緯度地區(qū),尤以歐洲、中國和秘魯為風(fēng)險最高地域。

Daniel Bebber教授說說道,植物病原體已經(jīng)在全球范圍內(nèi)造成了毀滅性的生產(chǎn)損失。這項最新研究預(yù)估了病原菌在未來幾十年可能帶來的風(fēng)險。

氣候病害帶來溫帶地區(qū)產(chǎn)量的增長將被作物保護產(chǎn)品負(fù)擔(dān)增加所抵消。國際貿(mào)易和運輸可能導(dǎo)致病原菌在全球范圍內(nèi)快速傳播,到達所有條件適合他們生存的地方,他繼續(xù)說道。

該研究的共同作者Sarah Gurr教授表示,每個地區(qū)不斷變化的病原體組成可能會產(chǎn)生重大影響。植物育種和農(nóng)用化學(xué)品公司可以基于此專注于特定病害。比如,在英國,小麥育種人員關(guān)注的是小麥葉枯病、條銹病和葉銹病抗性問題,但在未來這些病菌威脅可能會發(fā)生改變。

作物育種可能需要很長時間,所以人們應(yīng)考慮那些尚未到來的病原菌抗性問題。許多病原菌尤其是目前在熱帶地區(qū)發(fā)生的病原菌嚴(yán)重缺乏對它們的相關(guān)研究。