农业，是人类赖以生存的产业，一直以来为满足全世界人口的粮食需求在不断努力贡献，充当着“保护世界”的角色。然而，农业在保护全球粮食安全的同时，也面临着作物病虫害、气候变化等所带来的各种挑战。那么，谁来保护农业呢？科学是首当其冲的答案。
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为了让农业在各种挑战下依然能够继续发展、完成保障人类粮食安全的使命，世界各地的研究人员正在努力通过科学研究、开发新的技术来克服这些挑战，并在农业科技领域寻求革命式的创新。
第一次绿色革命
早在上世纪中期，人口的快速增长给全世界的粮食安全带来了严峻挑战，而作物育种中高产和倒伏性状间的矛盾一直制约着水稻、小麦等主要农作物产量的进一步提高。以Norman Borlaug博士为代表的育种家，培育了一系列抗倒伏的高产小麦品种，在短时间内极大提高了产量，从而解决了当时的粮食安全危机，成为农业发展史上的“绿色革命”。
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在当时的技术条件下，这些育种性状的突破都是随机、偶然的；后来，科学家们通过现代基因组学分析了解到， “绿色革命”成功组合的小麦高产和矮杆（抗倒伏）这两个性状，是由小麦的两个核心激素系统分别控制的，即控制花期的成花素系统和影响茎高的赤霉素系统。知道了这个“密码”，科学家们就能够将其推广应用到其他作物上，从而使得绿色革命不只发生在小麦中，更不再是随机、偶然的获得，而是可以针对性地运用到特定植物中，对其产量、高矮进行调节
第一次农业革命浪潮
——植根于作物核心激素系统的基因突变
XXX年，美国冷泉港实验室（CSHL）的研究员Zach Lippman教授和以色列魏茨曼科学研究所的植物发展专家Yuval Eshed在Science杂志上发表了一篇文章，回顾了过去50年的典型生物研究实例，指出那些带来农业变革的重大发现都是来源于基因突变和基因修饰。比如，通过改变基因来调节植物的开花从而改变其产量，培育对肥料耐受度高或能够适应不同气候的作物，以及引进杂交种子来促进作物生长和抵御疾病。
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下一个农业革新的浪潮
——基因编辑技术
我们继续用小麦高产抗倒伏性状的选育为例，如之前提到的，这两个性状由植物的两个核心激素系统控制，即成花素系统和赤霉素系统，这两个系统的相关基因发生改变，就会使植物表现出不同的产量和株高。如果运用传统育种，育种家们需要先分别找到高产和矮杆性状稳定的品种，将他们进行杂交，然后筛选后代高产和矮杆性状的最理想组合。这个过程非常随机，无法人为确保，并且即使找到，也还需要经过多代培育才能够最终获得性状稳定的品种。
而与过去这种随机、偶然的发现带来农业变革不同，如今随着以基因编辑技术为代表的现代生物技术的不断发展，科学家们不仅能加速对现有自然突变作物的培育进程，还可以人为识别或引入新的突变，通过对植物基因组特定基因进行操作来改变植物的相关生长系统，从而直接改变植物性状，既快速又准确，无需再等待性状的偶然发现就能帮助植物克服其生存面临的既定挑战，如进一步提高作物产量、使作物更快地适应新的环境条件等。
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如果说第一次“绿色革命”对赤霉素和成花素调节机制的利用是偶然发生的，那么在以基因编辑技术、转基因技术为代表的现代生物技术迅速发展的今天，主动地探索激素调控植物生长发育的机制并将其运用于育种实践，将有望带来更多的作物性状巨变，从而引领未来的农业革命浪潮。
Reference：
1、The next agricultural revolution is here（sciencedaily）
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190919181133.htm
2、CRISPR will fuel the next agricultural revolution（innovature）
https://innovature.com/external-article/crispr-will-fuel-next-agricultural-revolution
3、植物激素的二次“绿色革命”（新浪博客）
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3f70ff5f0102xi3z.html
4、第一次绿色革命（百度百科）
https://baike.so.com/doc/5975837-6188797.html
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