繪制可可樹基因圖譜:關于巧克力的科學革命

在巧克力的重要原料可可豆的主要產地非洲 , 最近幾年戰亂饑荒頻仍 , 而其他的生產地亞洲和拉丁美洲 , 最近幾年則遭受著疫病、蟲害、水災等的打擊 , 致使可可豆的價格上漲多達50% , 并且產量很不穩定 。日前 , 世界最大的巧克力生產商之一的Mars與IBM以及美國農業部一起合作 , 準備繪制可可樹的基因圖譜 , 并加以徹底分析 。這項研究 , 對于全球的巧克力愛好者們固然是福音 , 但是它更大的意義在于可以幫助全球總數超過650萬的可可樹種植農戶 , 他們其中有70%都居住在非洲 , 其余的則居住在亞洲和拉丁美洲等不發達地區 , 并且大多是小型家庭經濟 , 而非大型農業企業 。
計算機技術運用于可可種植
過去10年當中 , 美國農業部門一直和Mars合作 , 為改善可可的種植而努力 。美國每年對可可的需求都十分旺盛 , 但美國本土卻甚少種植可可 , 完全依賴于進口 。在美國 , 每進口一美元的可可豆 , 就需要花費一到兩美元的本地農作物參與到巧克力的制作當中 。
“藍色基因”(Blue Gene)是世界運算速度第二快的超級計算機 , 它的最新任務 , 就是幫助美國農業部的農作物生產與防護部門的科學家 , 繪制出可可的基因遺傳圖譜 。“如果我們想要更好地理解并且發展某種農作物 , 將它的基因圖譜繪制出來是至關緊要的第一步 。”美國農業部農作物生產與防護計劃副主任朱迪·圣約翰(Judy St John)這樣說道 。根據現在的研究 , 可可的基因序列由4億多個部分組成 。
Mars的全球作物科學部主管霍化德-亞納·夏皮羅(Howard-Yana Shapiro)如此描述這項任務的目的:利用目前最先進的數字生物技術 , 來探尋可可樹的基因之中對于病蟲害、干旱的抵御機制 , 同時還有可能改進植物的口味 。除此以外 , 還有其他潛在的回報 , 比如促進可可樹植株的發展 , “用傳統方法來種植可可植株 , 一般需要5到8年 , 但是經過數字生物學家們和超級計算機的合作 , 在溫室中可以只用18個月就得到新的可可樹植株 , 速度大大加快 。”夏皮羅對計算機新技術運用于可可種植的前景非常樂觀 。
在這項為期5年的計劃當中 , “藍色基因幫助科學家們繪出可可樹的基因序列 , 再加以分析 , 就可以讓人們揀選出更強壯的植株 , 能夠對抗真菌的感染、抵御蟲害 , 并且能夠應對全球變暖帶來的更為干旱的氣候 。”阿賈伊·羅伊尤魯(Ajay Royyuru) , 來自IBM的高級計算機工程師總結新技術對于可可種植的意義時這樣說道 。來自華盛頓大學的科學家們也會參與到這項計劃當中 , 將藍色基因測得的數據用專業的儀器制成可可的遺傳圖譜 。
轉基因巧克力?
【繪制可可樹基因圖譜:關于巧克力的科學革命】 相對于玉米、小麥、水稻等維持人們日常生活的農作物而言 , 可可的研究顯得十分單薄 。而在農業市場上 , 這種能夠制作出讓人著迷的巧克力的新大陸植物 , 日益變得奇貨可居 。據預測 , 這個季度世界對于可可的需求量是29000噸 , 大大超過此前預測的6000噸 。到下一個季度 , 這個數字會繼續上升 , 全世界可可的需求量會出現21000噸的缺口 。