这些超级作物有望帮助应对全球饥饿问题

Harvesting machinery can be seen behind a wheat crop in a paddock located on the outskirts of the South Australian town of Jamestown, in Australia, December 1, 2017. REUTERS/David Gray
Scientists are looking at ways to biofortify crops in order to help undernourished children across the world.Image: REUTERS/David Gray
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尽管近几十年来取得了显著进步,全球仍有惊人的1.55亿儿童长期营养不良。鉴于此,联合国可持续发展目标将“零饥饿”列为目标之一。但我们如何理解“饥饿”一词?

它可能指食物匮乏,也可能指由战争、干旱、作物歉收或政府政策导致的大范围粮食短缺。但作为研究人员,我们尤其关注另一种饥饿——它不那么显眼,却同样具有毁灭性。

微量营养素缺乏也称为隐性饥饿,是指一个人的饮食中缺少必需维生素和矿物质。这种状况影响全球20多亿人,并可能导致生长迟缓、认知发育不良、感染风险增加,以及妊娠和分娩期间出现并发症。微量营养素缺乏带来的更广泛社会和经济影响也早已得到充分证实。

Image: 联合国

长期以来,世界各地一直通过营养补充和食品强化来缓解微量营养素缺乏。这两种策略的成本效益都很高。但由于它们需要反复投入,其可持续性有限。营养补充剂可用于应对多种微量营养素缺乏,但这种做法耗费资源,且没有解决问题的根源——膳食摄入不足。

另一方面,食品强化能够改善食物本身的营养品质。具体做法是在加工阶段向人们常吃的食物中添加微量营养素。这种策略可以在人群层面实施,也不需要个人改变饮食习惯。

例如,在英国,自第二次世界大战以来,面粉一直添加钙,当时人们预计乳制品供应会减少。如今,许多食品都经过强化,包括面包、谷物制品和脂肪涂抹酱。

近年来,在全球改善营养联盟(GAIN)等组织的推动下,食品强化在发展中国家势头渐增。大规模食品强化项目已提高30多个国家多种主粮食品的微量营养素含量。例如,GAIN/联合国儿童基金会普及食盐加碘伙伴关系已保护14个国家的4.66亿人,使其免受碘缺乏症的严重危害,例如智力损伤和甲状腺肿——甲状腺增大导致颈部肿胀。

但食品强化的一大缺点是,一些最贫困的家庭可能无法获得商业加工食品。而偏远农村社区往往最容易受到隐性饥饿的影响;这些社区在当地种植和加工食物。

更进一步

另一种方法是在农业生产阶段添加微量营养素。这种方法称为生物强化,利用传统植物育种技术提高主粮作物中的微量营养素含量。具体做法是将常规品种与其野生近缘种杂交,经过数代培育实现这一目标。

这项创新策略于20世纪90年代首次提出,如今由一个名为HarvestPlus的组织率先推广,该组织得到英国国际发展部支持。HarvestPlus重点关注铁、锌和维生素A;这三种微量营养素缺乏被认为是全球最普遍的三类缺乏症。

生物强化作物包括:维生素A玉米、维生素A木薯、维生素A甘薯、富铁豆类、富铁珍珠粟、富锌水稻和富锌小麦。这些作物已在非洲、亚洲和拉丁美洲的许多国家推广。HarvestPlus的目标是在2020年前让1亿人获得生物强化作物。

与食品强化相比,生物强化有多项优势。完成开发生物强化种子的初始投资后,种子可以繁育和分发,且微量营养素含量不会降低。因此,这种方法具有很高的成本效益和可持续性。生物强化作物通常也更能抵御害虫、疾病、高温和干旱;随着许多国家日益易受气候变化影响,这些特性至关重要。或许对营养而言最重要的是,生物强化作物能够惠及世界上最贫困、最脆弱的人群。

每一种新型生物强化作物都需要经过细致的培育和评估,以确保其微量营养素含量足以显著改善营养状况,并确保农民和消费者愿意采用新的生物强化品种。研究表明,消费者接受度很高,尤其是在开展信息宣传和认知提升活动时。

目前,中央兰开夏大学正与国际合作伙伴携手,调查生物强化富锌小麦在巴基斯坦西北部一个农村社区的影响;当地超过40%的女性缺锌。该社区的饮食种类非常有限,但每天都会用小麦粉制作薄饼。

当地土壤的锌含量很低,这为试验“农艺生物强化”提供了机会,也就是施用富锌肥料。我们的研究将评估这些综合策略的成本效益。

当然,生物强化只是部分解决方案,必须与减少贫困、粮食不安全、疾病、卫生条件差以及社会和性别不平等的努力并行。但它有望助力消除隐性饥饿,并推动实现联合国到2030年消除一切形式饥饿和营养不良的目标。

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