提到“作物”，你会想到什么呢？粮食作物？经济作物？油料作物？今天，小编来和大家聊聊“孤生作物”（orphan crop）。

孤生作物是相对于水稻、小麦、玉米等常见经济作物，目前在全世界范围内没有广泛种植和贸易的一类作物。因为仅被当地人食用，它们在原产地以外的地区并不为人所知，虽有较好的性状，却没受到政府和科研工作者的广泛关注，因此也称为“被忽视的作物”。

在埃克苏佩里的童话《小王子》中，猴面包树的树根能把星球钻透。然而，这些对B612星球有极强破坏性的猴面包树其实在地球上并没那么可怕，反而被称为非洲大草原的“生命之树”。它们的寿命可长达上千年，具有极强的抗旱能力。雨季，它会利用发达的根系尽可能地贮存水分，储存量可达上千升；当旱季来临，则掉落叶片抵御干旱。

猴面包树的果实为橄榄型，果肉多汁，含有有机酸和胶质，吃起来略带酸味。果肉里包裹的种子含油量高达15％，是上等的食用油。其所含营养成分超过多种水果，抗氧化成分是蓝莓的六倍、维生素C是橙子的六倍。叶片中含有丰富的维生素和钙质，可以消炎、退热，并能起到治疗疟疾的作用。

传说中，有一种树，树上结满了像面包一样的果实，只要用火烤熟，就能像面包一样香甜。这种果实其实是原产于马来群岛一带的桑科面包树（Artocarpus altilis）所结的果，是菠萝蜜的近亲。而上文所提到的猴面包树（Adansonia digitata L.）则为木棉科，果肉偏酸，这两种树在平时极易被混淆。

面包树在种植后第3到5年开始结果，结果期长达9个月，1年之内可收获3次。据悉，一颗3千克重的面包果足以提供5口之家一餐所需的碳水化合物。

面包果淀粉含量丰富，是解决饥荒的重要粮食作物。除传统的蒸烤方式，加工成无谷蛋白面粉后，可制作更多的花样美食，其成熟的白色乳汁也可以让小孩当成像口香糖样咀嚼。

目前，对于面包果深加工的研究已经引起了大量科研人员、企业家、农学家的兴趣，把成熟的淀粉类水果磨成面粉，已为面包、蛋糕、饼干等零售业开辟了一个全新的市场。对面包树这一全身是宝的作物深加工，具有不可估量的商业价值。

伯尔硬胡桃（马鲁拉），是莫桑比克、纳米比亚、南非等地区当地人饮食的重要组成，也被称为“大象树”。之所以会有这样的称号，是因为结出来的果实含糖量高，果实酒精浓度略高于啤酒，大象摄入后，很快就会出现醉酒的模样。

马鲁拉果仁含有丰富的蛋白质和不饱和脂肪酸，是重要的营养及经济来源。如今，当地人民认为马鲁拉油是一种美味油脂，并添加到各种各样的食谱中。在纪录片《风味人间2》中，纳米比亚人在烹饪马拉松鸡时，常会添加一勺马鲁拉油，为菜肴增添坚果香气。

班巴拉花生是撒哈拉以南非洲地区，农民种植的维持生计型的豇豆属作物。和花生一样，其荚果结在土里，却表现出极强的耐旱性、耐高温性、耐贫瘠性。在花生无法生长的条件下，班巴拉豆仍能获得收成，并通过释放氮肥让土壤更肥沃，尤其适合农业生产率低且易发生干旱的区域。

班巴拉花生以“全营养食品”著称，种子内平均含有63%的碳水化合物、19%的蛋白质和6.5%的脂肪，对于生活在干旱地带的非洲人民而言，是蛋白质的重要来源。

据联合国粮农组织调查统计，2020年受新冠疫情影响，面临饥饿人群增至7.68亿，意味着全球约十分之一的人口食物不足。其中非洲地区最为严峻，有21%的人口正面临饥饿。2050年，非洲人口预计将达25亿，成为世界人口数量第三的地区，届时将面临巨大的人口增长，粮食安全迎来严峻挑战。同时，全球达90%以上发育迟缓的儿童生活在非洲和亚洲。

在全球化的背景下，随着主流作物如小麦、大米的强势传播，这些孤生作物正在逐渐从当地人的餐桌上消失。目前高产作物增产已经接近临界点，为了解决人口增长带来的粮食需求和营养需求，科学家们也把目光转向了一直被忽视的孤生作物。

为了研究孤生作物的基因组资源，开发更多改良育种的方法，2013年12月，华大与非洲孤生作物联盟进行首次合作，重点开展孤生作物的基因组研究。截至2022年3月，华大已完成10种非洲孤生作物基因组的测序工作，其中8种已在Nature Genetics、Genes、GigaScience等SCI科学期刊上发表，且这些数据将被免费公开，所有人都可在研究中自由使用。

深圳华大生命科学研究院与非洲孤生作物联盟（AOCC）合作项目的主要负责人苏尼尔博士认为，非洲有独特且多样化的孤生作物，但只有部分地区的小部分人使用，它们有很大潜力能够成为像水稻、玉米和小麦这样的主要作物。

在对孤生作物中豆科植物的基因组测序中，华大团队已经发现了与固氮和耐旱性相关的基因（非洲农作物对高温和干旱的耐受性很强），具有很高的潜力可以被用来改良。

华大还对面包果树和波罗蜜物种的基因组进行了测序，这两种植物在已有的植物物种中拥有体积最大的果实。从测序结果中，团队发现了几个与淀粉和蔗糖生物合成有关的基因，这对未来品种的培育和研究将是非常好的资源。

这些高营养价值作物的重要性状将被引入到蔬菜、水果等农产品中，以培育出高营养价值且产量和气候适应性更强的作物品种。而改良后的种植材料将会免费分发给非洲大陆数百万小规模的农户们。孤生作物为人们提供了改善饮食质量和粮食生产可持续性的重要机会，特别是在低收入国家，因为它们营养丰富，能够适应生产系统中的多个生态位，并且相对适合低投入的条件。

目前只是孤生作物基因组学时代的开始，未来仍然有巨大的潜力。华大将对101种营养丰富的孤生作物进行测序，把发现的基因和遗传标记用于未来的作物培育，或者使用这些测序结果去发掘更多遗传信息。一旦测序完成，华大将免费公开数据，基因组资源可以立即被利用于作物改进的实际应用。

同时，华大已与南非、津巴布韦、埃塞俄比亚、肯尼亚、尼日利亚等国医疗机构和科研机构建立了合作关系，合作领域涵盖联合研究、公共卫生、农业、海洋水产等领域。未来，华大将持续与非洲各国寻求合作机会，运用基因测序技术来解决更多现实问题。

2022年，是华大水稻（籼稻）基因组工作框架图论文发表的20周年。为此，我们将陆续推出系列文章，展现华大完成全球首个作物基因组测序以来的20年，在促进全球农业发展，捍卫作物和粮食安全等方面的贡献。在华大和全球多个国家及组织的共同努力下，越来越多的成果逐渐被运用到世界各地，让全世界的人们都享受到“基因科技造福人类”的丰硕果实。