在玉米种植者的眼中,玉米应当是整齐划一、粒大饱满,并且颜色鲜明的作物。然而,美国农业研究服务中心(ARS)的科学家们却有意培育那些“与众不同”的玉米品系——有的外形扭曲,颜色斑驳,甚至在通常长穗的地方长出了穗轴。这些奇异的玉米株来自位于伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的玉米遗传合作种质库(Maize Genetics Cooperation Stock Center),它收藏了超过十万株基因突变型玉米种质资源。保存这些“异类”株系的意义远超表面,因为这些基因突变携带着诸多现代玉米杂交品种的重要遗传特性,这些基因变异不仅推动了基础科学研究的发展,也在推动农业技术革新。伊利诺伊大学农作物科学系教授马丁·博恩(Martin Bohn)指出,与位于艾奥瓦州艾姆斯的中北部植物引种站(NCRPIS)中以自然选择和育种派生多样性为主的玉米资源相比,该突变玉米库更像是一个功能基因组学引擎。这个突变资源库让科学家能够直接解剖基因功能,从观察变异到理解变异背后的遗传机制,是提升玉米遗传研究的重要利器。
以甜玉米为例,其甜度和保鲜期的重要基因shrunken2首次被伊利诺伊大学教授约翰·劳纳恩于20世纪50年代在此资源库中发现。这一发现催生了Illini超级甜玉米品种,逐渐成为美国夏季餐桌上的主打农产品,也为农业企业带来了丰厚的经济收益。伊利诺伊州本土企业伊利诺伊基础种子公司(Illinois Foundation Seed, Inc.)的研究总监查理·汤普森表示,正是这些基因资源库帮助他们率先将劳纳恩教授的甜玉米杂交品推向市场。全球众多科研机构和企业都依赖这座种质库定期获取种子,用于提升玉米的抗病能力、耐逆境性能等多项重要性状,这一切成为现代农艺创新的基石。 作为美国国家植物基因资源系统的一部分,玉米遗传合作种质库存储的种子对所有科研申请者免费开放,促进全球范围内的科研合作和创新。伊利诺伊大学的农作物科学教授和学生们频繁利用该资源进行基础与应用研究,比如博恩教授最近利用该资源库识别出影响玉米根系微生物群的基因,揭示了玉米如何主动选择能抑制氮流失甚至促进固氮的微生物,这一发现为未来减少化肥使用和提升环境保护提供了新思路。
另一位教授史蒂夫·穆斯也强调,基因资源库为玉米基础遗传学研究提供了无限可能,为行业带来未来数十年的创新动力。例如,短秆矮生玉米的兴起就是从资源库中的短秆突变株找到灵感,以减少倒伏风险、提高收割效率和产量。 管理这座庞大的基因库需要极其严谨的操作和专业知识。负责维护的农业研究服务中心科学家们通过三间大型冷藏室保持恒定的温湿度,对10万株种子进行细致分类和包装,并按12年周期实现种子补充,以确保种质新鲜。这份工作量大且技术含量高,依赖数名专业人才长期积累的经验和知识。然而,未来却笼罩着阴影:2026年美国农业部预算计划将这座位于厄巴纳的强大基地列入了可能关闭与合并的名单,拟将其与艾奥瓦州艾姆斯的NCRPIS合并。
专家们对此忧心忡忡,因为上万株种子必须在极端稳定的条件下保存,搬迁将不可避免地带来风险,且新办公室的建设和人员配置也需要大量投入。更关键的是,专家团队认为合并无法带来显著效益,反而可能导致研究进度倒退。 博恩教授明确表示,厄巴纳的基因库根植于伊利诺伊大学,有着无可替代的专业环境、设备和知识积累。NCRPIS现有资源并不足以承接两套庞杂系统,搬迁操作会破坏持续的科研工作,甚至可能贻误全球独一无二的资源。许多立法者和行业代表也公开支持维护当前三个面临合并的ARS基地,在众议院拨款委员会的报告中明确拒绝提议中的研究项目终止。尽管农业部希望通过搬迁而非取消维护种植资源以寻求折中,参议院拨款委员会和国会的最终决议尚未明朗。
业界和科学界代表们仍积极呼吁继续维持基地运营的完整性。 例如伊利诺伊玉米种植者协会的政府事务主管布拉德·斯托特勒指出,搬迁不仅会流失关键的机构知识和科研经验,更会以昂贵且无必要的成本拖缓农业科研进展。在过去七十二年中,厄巴纳基地已成为美国玉米遗传学和相应作物改良的中坚力量,尤其是与伊利诺伊大学协同产生了广泛而深远的科研影响。对这些资源的不合理丧失,将极大限制科研人员改良和提升玉米新品种的能力,从而影响农业生产效率和粮食安全。 总体来看,玉米遗传合作种质库不仅是美国农业科技的宝贵财富,也是全球农作物改良技术发展的基石。其蕴含的基因多样性为农业创新提供了源源不断的基因资源,尤其在现代气候变化和农田压力日益增加的背景下,拥有健全、完善且高效的基因资源管理体系显得尤为必要。
若2026年度的美国农业部预算调整最终导致该资源库的合并或关闭,这种宝贵遗传资产将面临不可预估的损失。未来的农业研究、玉米品种改良以及全球粮食安全均可能因此受到影响。因此,保护并加强这座基因库的运营不仅是科学界,更是政策制定者和农业利益相关方共同的责任。我们期待各方能够在即将到来的政府预算讨论中,关注科研与农业发展的长远利益,为玉米基因资源的保存及创新营造一个稳固的未来。