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农业生产食物始于大约 10,000 年前，其历史充满了技术和生物方面的长足进步。在 20 世纪 60 年代相对较新的绿色革命期间，国际社会对小麦、水稻和玉米等谷物的农业改良进行了研究投入，培育出了新的高产品种，这些品种得到了广泛种植，为世界许多地区带来了更大的粮食安全 1 。随后，分子遗传工具的兴起开启了基因组育种时代，其中分子育种和基因工程变得越来越突出 2 。到 2050 年，全球人口预计将达到 97 亿。如果不改变消费习惯和食物浪费，要满足这一更高的食物需求，估计食物产量需要增加 25% 至 100% 3、4。与此同时，世界许多地区的农作物产量停滞不前 5 ，气候变化威胁着全球农业系统 6、7 ，主要农作物的产量和营养成分预计将下降 8-10 。此外，农作物病原体和害虫的范围正在向全球两极转移 11 。这些对持续粮食安全的挑战需要多种解决方案，包括社会、技术和经济变革。解决方案的一部分是对栽培作物进行内在改良 2 。随着技术的进步和成本的降低，越来越多的基因组和表型信息可供利用。与传统育种相比，新的植物育种技术减少了改良农艺性状所需的时间。这些技术有可能带来改进，例如提高对非生物和生物胁迫的耐受性以最大限度地减少产量损失，以及改善食品营养和质量。未充分利用和具有区域重要性的作物通常适合在边际土地上生长，可以进一步改良和更广泛地种植，以实现全球饮食多样化。我们讨论了如何应用新的生物分子和机械工具来更好地了解农作物性能背后的遗传学和生理学，并讨论了如何将这些新工具应用于食品生产和质量的创新。
作物生物技术和食品的未来
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