需要开发新的除草剂耐受性和抗病虫害作用模式,例如,敲除导致发病的宿主易感基因或设计引发广谱抗性的免疫受体。需要开发在恶劣气候条件下表现更好的种子。需要了解基因组调控和各种发育和时间尺度上的表型出现,包括短期昼夜节律反应、压力适应和记忆以及长期物候反应和适应。需要模拟基因组对产量的影响,以加速和预测基因组在进一步测试之前的潜在结果,从而实现基因组设计目标的快速进展。研究 - 需要可靠、自动、多功能和高通量的地上和地下表型分析技术,以实现基于表型的研究,该研究被定义为从细胞水平、器官水平、植物水平到种群水平的多个水平收集多维表型数据。表型组学需要以高通量的方式将农业创新与作物表型信息结合起来,将表型与潜在的 DNA 序列变异联系起来,目的是通过表型选择产生具有所需特性的作物。需要突破性的技术和方法来将高通量表型分析确定的地上和地下特性联系起来,包括微生物组成员的存在和活性。研究 - 需要一个完全索引的全球种质收集系统,包括现代作物物种的野生亲属,以支持未来的作物开发和 GxExM 分析。该系统应完全基因分型,并包括 DivSeek 和 CGIAR 等全球合作伙伴以及公私伙伴关系,例如玉米种质改良 (GEM) 项目。还需要一些工具,使野生植物能够快速驯化为新作物,以满足特定需求,例如营养成分、耐旱性和耐热性。研究 - 评估、开发和优化土壤和植物微生物组以及作物遗传学,以提高作物的活力、恢复力、产量、养分和水分利用效率以及土壤健康和碳封存。识别可能作为接种剂的促进磷吸收和/或氮固定的天然真菌或细菌。研究管理系统的影响以及遗传环境对作物-土壤微生物组相互作用的影响。支持和扩展国家微生物组计划等项目,目标是全面了解植物、动物和土壤微生物组,以产生与土壤健康和生产力、食品安全和保障、动物健康、人类健康、气候变化等相关的积极成果。监管 - 对于基因编辑等新创新,全球监管格局尚不明朗;尽管使用基因编辑开发的许多新产品不包含来自植物基因库之外的 DNA,但基因组编辑产品仍可能受到过时、歧视性和高度繁重的监管框架的监管,这些框架以前用于转基因农业生物技术产品。这可能会给这个新兴行业带来巨大的进入壁垒,可能将这种改变游戏规则的技术的使用限制在少数几家公司,并且只用于大规模作物和应用。美国农业部应与其他联邦机构和贸易伙伴合作,帮助确保建立强有力的、以科学为基础的监管框架和协调的国际政策,支持这些产品从开发到商业化。想方设法确保被标记为转基因生物 (GMO) 的新特性不会因为国际国家不批准而在美国被推迟采用。国际批准的长期拖延和风险正在抑制对新特性和新基因编辑技术的投资。考虑建立所有转基因生物的国家登记处
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