世界上有超过5万种可食用的植物，但据联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization，FAO）估计，全世界的能量需求仅由15种作物满足。约三分之二的卡路里摄取由三种作物提供，分别是稻米、玉米和小麦。
依赖于一小部分作物可能会产生问题。在我们对主食的无数代的培养中，我们不经意地丢失了这些作物的一些最有价值的特征。现代作物很容易受到气候变化的影响。例如，现代作物易遭受严重的虫害，造成了30%～40%的全球产量损失。
现代作物的营养成分也在下降。追求高产的育种和强化栽培可能降低了营养素的浓度。现代作物可能比其祖先产生更多的粮食和果实，但其吸收或合成的营养素数量却不如其祖先。
未来几个世纪的粮食需求被认为还会增加。为解决营养品质这一问题，科学家正从自然中获取帮助。数百万年对多变且极端环境的适应已使现代作物的野生近缘种具有丰富的遗传多样性。这些植物就像是一个巨大的“图书馆”，其中有价值的特征可以帮助提高现代作物质量和抗逆力。科学家正尝试通过杂交来赋予现代作物这些有价值的特征。在实现这一目的之前，科学家需要保存那些濒临灭绝的野生品种。
根据FAO，番茄是第三大栽培蔬菜作物。野生番茄的栖息地非常广泛，并且无视虫害和土壤质量。科学家正在研究如何将这些特征转移至商业品种，以提高抗逆力。中国台湾的世界蔬菜中心（World Vegetable Centre）的植物遗传学家Peter Hanson和Mohamed Rakha正在利用野生番茄品种来创造新的番茄品种，以抵抗多种疾病和虫害。
野生番茄对抗虫害可归功于一种小毛发状结构——腺毛。这些腺毛覆盖叶和茎，可产生酰基糖和其他化合物，从而击退或对多种害虫产生毒性。
赋予商业番茄这种抗虫害特征涉及与一种野生品种“回交”育种。Hanson采用了一种番茄骨干品系——CLN3682C，其已具有抵抗青枯病、番茄黄化曲叶病毒、根结线虫和枯萎病的能力。Hanson对杂交所得作物进行筛选，来识别那些既携带骨干品种特征又携带感兴趣的野生特征的作物。如果野生抗虫特征已被遗传测序，选择育种可被加速，研究者可简单地寻找基因或等位基因，这被称为分子标记辅助选育（marker-assisted selection）。然后，所选择的作物彼此之间杂交，其下一代再与骨干品种杂交，这可增加作物携带每种可能的所需特征的几率。每种野生品种均重复上述整个过程，因此非常耗费时间。每次杂交和选择需要一年时间来完成。Hanson估计，推出携带抗虫特征的商业番茄将花费5年时间。
番茄种植耗费大量水资源——一种日益有限的资源。目前未被利用的水资源是苦咸水。沙特阿卜杜拉国王科技大学的植物生物学家希望将耐盐特征转移至商业品种。
科学家还在努力改善番茄的营养特征。在2003年，Hanson及其同事发布了两个番茄品种，其含有的维生素A量是平均量的6倍。这一特征源于一个称为Beta的基因（该基因还使番茄呈橙黄色），该基因于1950年在野生番茄中被发现。Hanson希望该品种会在维生素A缺乏的国家（如孟加拉国）受到欢迎。该品种在前10年的需求并不大，Hanson认为，这是因为要说服人们接受橙色番茄还较为困难。他认为，关键的一点是创造消费者需求。
美国俄勒冈州立大学的蔬菜育种者和遗传学家Jim Myers培育了一些富含一种抗氧化剂——花青素的紫色番茄。该品种称为Indigo Rose，每100 g鲜果含有10mg～30mg的花青素，而普通番茄不含有花青素。美国市场上有超过20种Indigo Rose品种，这些都来源于Myers所培育的品种。
将野生特征转移至商业作物仍是一个很长的过程。为加速这一过程，可利用那些被忽视的作物，或对商业品种进行遗传修饰或转基因（genetically modified，GM）。转基因技术允许科学家直接将野生品种的基因插入作物中，这极大地加速了创造新品种的速度。所插入的基因还可来自其他物种，如细菌。然而，除了澳大利亚、美国和大多数南美国家外，其他地区仍然反对GM作物。在欧洲和非洲国家，GM作物或被禁止，或必须通过强化的授权过程。创造新品种所节省的时间因接下来的阻挡及限制食用人群而丧失。
然而，具有遗传多样性的野生作物可能正处于危险当中。超过70%的野生近缘种迫切需要保护。全球约20%的植物面临灭绝的威胁。农业“侵入”自然生态系统可能是导致这一情况的主要原因。热带地区物种面临的威胁是温带地区的两倍。
位于秘鲁利马的国际马铃薯中心正努力通过Chirapaq Ñan网络保护当地马铃薯品种。其理念是记录秘鲁、玻利维亚和智利具有丰富马铃薯品种的地点。该网络将使就地保护监测或支持世界上最大的马铃薯基因池成为可能。
其他项目则关注保护自然栖息地外的野生品种。在全球，约1750个基因库及植物园持有超过740万个种子或来自数千种作物的植物组织。其中超过90%的样本由荷兰遗传资源中心（Centre for Genetic Resources）持有。
为避免上述收集的种子的丢失，斯瓦尔巴德岛全球种子库（Svalbard Global Seed Vault）扮演了一个备份的角色。该种子库可容纳25亿个种子；当前已保存超过88万个样本。这些种子必须仅在紧急情况（大灾难，或随着时间流逝，多样性的丢失增加）下使用。每个基因库都准备了一份其收藏和种子的副本送至斯瓦尔巴德岛全球种子库。
负责斯瓦尔巴德岛全球种子库的全球作物多样性信托基金会（The Crop Trust）将保护作物多样性视为实现全球粮食安全的关键手段。该基金会还领导了一个5000万美元的针对作物野生近缘种的研究计划。该十年计划于2011年启动，由挪威政府资助。该计划旨在收集和保护29种优先作物的450种野生近缘种。从长远来看，该计划将培育新一代优势作物：携带一种或多种所需的野生特征。
野生近缘种似乎是粮食不安全问题的答案之一，无论是利用它们创造新的作物品种，还是更好地利用以往忽视的作物品种。目前，野生品种中的遗传多样性是最好的解决方法，至少在GM作物被广泛接受前是如此。野生近缘种在可持续的粮食生产中发挥重要作用，我们需要保护它们。
（作者：黄希瑶)
参考文献：Nature 2017;544:S8-S10