Volume 1 Issue 4, April 2020: Food on the move
題目：The power of diversification
作者：Yufang Guo
摘要：為了實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國零饑餓的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須在氣候變化下更具抗災(zāi)能力。加州大學(xué)伯克利分校(University of California, Berkeley)的Timothy M. Bowles及其同事提出，多樣化的種植體系可以提高農(nóng)業(yè)抵御氣候變化相關(guān)威脅的能力。
題目：A CRISPR way for accelerating improvement of food crops
作者：Yi Zhang, Mathias Pribil, Michael Palmgren & Caixia Gao
摘要：CRISPR技術(shù)被廣泛用于植物基因組編輯，它將加速糧食作物的育種，使其超出其開發(fā)之前可以想象的范圍。 在這里，我們簡要介紹了CRISPR技術(shù)，其對作物改良的最重要應(yīng)用以及多項(xiàng)技術(shù)突破。 我們還預(yù)測了CRISPR技術(shù)在糧食作物上的應(yīng)用，我們認(rèn)為這將為合成生物學(xué)和農(nóng)作物的馴化提供潛力。 我們還將討論監(jiān)管政策對發(fā)展中國家技術(shù)部署的影響。
題目：The achievement of food and nutrition security in South Asia is deeply gendered
作者：Nitya Rao
摘要：婦女是農(nóng)業(yè)部門不可或缺的一部分，在南亞大部分地區(qū)，婦女占農(nóng)業(yè)勞動力的大多數(shù)，通常被迫工作以滿足家庭的基本需求。 盡管他們的貢獻(xiàn)被認(rèn)為是家庭和社區(qū)糧食和營養(yǎng)安全的核心，但他們的工作并未得到公共政策和社會機(jī)構(gòu)的充分承認(rèn)或支持。 婦女在健康，教育和營養(yǎng)等關(guān)鍵發(fā)展指標(biāo)上繼續(xù)面臨不平等； 歧視性法律； 在收入，就業(yè)條件，安全和福祉方面處于高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)。 加劇性別不平等并阻礙婦女參與的社會結(jié)構(gòu)加劇了南亞的謎團(tuán)，即盡管經(jīng)濟(jì)增長，營養(yǎng)不良仍持續(xù)存在，必須加以解決，以實(shí)現(xiàn)糧食和營養(yǎng)安全。
題目：Textured soy protein scaffolds enable the generation of three-dimensional bovine skeletal muscle tissue for cell-based meat
作者：Tom Ben-Arye, Yulia Shandalov, Shahar Ben-Shaul, Shira Landau, Yedidya Zagury, Iris Ianovici, Neta Lavon & Shulamit Levenberg
摘要：基于細(xì)胞的肉（CBM）生產(chǎn)是一種有前途的技術(shù)，無需動物農(nóng)業(yè)即可生產(chǎn)肉。組織的產(chǎn)生需要三維（3D）支架來為細(xì)胞提供支持并模仿細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）。對于CBM，支架需要是可食用的，并且具有適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)價(jià)值和質(zhì)地。在這里，我們演示了使用帶紋理的大豆蛋白（一種可食用的基于多孔蛋白的生物材料）作為一種新型的CBM支架，該支架可以支持細(xì)胞附著和增殖以創(chuàng)建3D工程化的牛肌肉組織。通過添加肌相關(guān)的生長因子，培養(yǎng)基成分針對3D牛衛(wèi)星細(xì)胞（BSC）增殖和分化進(jìn)行了優(yōu)化。比較了幾種細(xì)胞組合的肌發(fā)生，并且在BSC與牛平滑肌細(xì)胞的共培養(yǎng)以及BSC，牛平滑肌細(xì)胞和牛內(nèi)皮細(xì)胞的三培養(yǎng)中顯示出較高的肌發(fā)生和ECM沉積。與BSC單培養(yǎng)相比，共培養(yǎng)中與ECM基因集相關(guān)的蛋白質(zhì)表達(dá)增加。志愿者在烹飪后品嘗了該產(chǎn)品，并注意到其肉味和感官特性，從而達(dá)到了復(fù)制咬肉的感覺和質(zhì)地的目的。這種方法代表了將煤層氣作為食品的應(yīng)用生產(chǎn)向前邁出的一步。
題目：Modelling the global economic consequences of a major African swine fever outbreak in China
作者：Daniel Mason-D’Croz, Jessica R. Bogard, Mario Herrero, Sherman Robinson, Timothy B. Sulser, Keith Wiebe, Dirk Willenbockel & H. Charles J. Godfray
摘要：非洲豬瘟是一種致命的豬病，已傳播到東亞，對豬肉生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。但是，人們很少探討非洲豬瘟對全球豬肉市場的影響。兩種相互聯(lián)系的全球經(jīng)濟(jì)模型被用來探討不同程度的流行病對豬肉價(jià)格以及其他食品類型和動物飼料價(jià)格的影響。這些模型預(yù)測全球豬肉價(jià)格將上漲17-85％，需求未得到滿足將導(dǎo)致其他肉類價(jià)格上漲。這種價(jià)格上漲減少了豬肉的需求量，但也刺激了世界其他地區(qū)的豬肉生產(chǎn)，而進(jìn)口則彌補(bǔ)了中國損失的一半。對牛肉和家禽等食品的需求和價(jià)格上漲，而用于飼料的玉米和大豆價(jià)格下降。中國的人均卡路里可利用量略有下降，這表明確保低收入人群飲食需求的重要性。在中國以外，人們對卡路里供應(yīng)量的預(yù)測參差不齊，反映出非洲豬瘟流行對食品和飼料市場的直接和間接影響。
題目：Local food crop production can fulfil demand for less than one-third of the population
作者：Pekka Kinnunen, Joseph H. A. Guillaume, Maija Taka, Paolo D’Odorico, Stefan Siebert, Michael J. Puma, Mika Jalava & Matti Kummu
摘要：食品供應(yīng)鏈的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間的距離，以及食品系統(tǒng)的“局部性”，是與可持續(xù)性相關(guān)的許多敘述的主要考慮因素。然而，在全球范圍內(nèi)，關(guān)于與糧食作物最短距離的信息仍然匱乏。使用基于“食物集散區(qū)”（即具有內(nèi)部依賴關(guān)系的自給自足的區(qū)域）的優(yōu)化模型，我們可以計(jì)算出全球六種農(nóng)作物的糧食生產(chǎn)與消費(fèi)之間的潛在最小距離。我們表明，全球人口中只有11–28％可以滿足他們在100公里半徑內(nèi)對特定作物的需求，并且不同地區(qū)和作物之間存在很大差異。對于26-64％的人口，該距離大于1,000 km。即使有跨國的食物集散地，全球大部分地區(qū)仍將依靠貿(mào)易來養(yǎng)活自己。盡管縮小產(chǎn)量差距和減少糧食損失可能有利于更多的地方糧食系統(tǒng)，特別是在非洲和亞洲，但仍需要全球供應(yīng)鏈來確保充足和穩(wěn)定的糧食供應(yīng)。
Volume 1 Issue 5, May 2020: Disruptive vision
題目：A re-boot of tropical agriculture benefits food production, rural economies, health, social justice and the environment
作者：Roger R. B. Leakey
摘要：環(huán)境退化，生物多樣性喪失和氣候變化威脅著我們星球的穩(wěn)定。糧食生產(chǎn)方法不當(dāng)會與饑餓，營養(yǎng)不良和赤貧相結(jié)合，特別是在熱帶和亞熱帶地區(qū)。這些方法反過來又加劇了社會匱乏并限制了農(nóng)村發(fā)展，而這兩者都是經(jīng)濟(jì)移民和內(nèi)亂的驅(qū)動力。人口增長加劇了糧食系統(tǒng)，成為這些全球性問題的核心。在這里，提出了一種在非洲發(fā)展起來的保護(hù)地球的方法，該方法說明，通過生產(chǎn)高營養(yǎng)和可銷售的傳統(tǒng)食品的物種，可以改善和改善退化的農(nóng)田，從而改善傳統(tǒng)主糧作物的糧食生產(chǎn)。此外，它重建了農(nóng)業(yè)生態(tài)功能并創(chuàng)造了新的當(dāng)?shù)厣虣C(jī)，以啟動農(nóng)村經(jīng)濟(jì)并增進(jìn)社會福祉。這些好處共同促進(jìn)了生計(jì)和社會正義，減輕和/或適應(yīng)了氣候變化，并提供了野生動植物棲息地。這種方法提供了一種高度適應(yīng)性強(qiáng)的模型，該模型以解決限制非洲主流農(nóng)業(yè)的環(huán)境和社會約束以及全球?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的方式，增加了過去對綠色革命的投資。
題目：Innovation can accelerate the transition towards a sustainable food system
作者：Mario Herrero, Philip K. Thornton, […]Paul C. West
摘要：未來的技術(shù)和系統(tǒng)的創(chuàng)新對于糧食系統(tǒng)所需的深刻變革至關(guān)重要。 這些創(chuàng)新涵蓋了從糧食生產(chǎn)，土地使用和排放到改善飲食和廢物管理的所有方面。 在這里，我們確定了這些技術(shù)，評估了它們的準(zhǔn)備情況，并提出了八個(gè)行動要點(diǎn)，可以加快向更加可持續(xù)的糧食系統(tǒng)的過渡。 我們認(rèn)為，通過適當(dāng)?shù)募畲胧?，法?guī)和社會許可，創(chuàng)新速度可以大大提高。 反過來，這些要求建設(shè)性的利益相關(guān)者對話和明確的過渡途徑。
題目：Crop biotechnology and the future of food
作者：Michael A. Steinwand & Pamela C. Ronald
摘要：全球人口繼續(xù)增加，由于氣候變化，主要糧食作物的單產(chǎn)下降的可能性也在增加，因此，將遺傳改良的，具有抗逆性的作物的開發(fā)作為研究重點(diǎn)。 低成本基因組測序與提高的計(jì)算能力和高通量分子表型技術(shù)的融合，加速了與食品生產(chǎn)和質(zhì)量相關(guān)的重要農(nóng)藝性狀的基礎(chǔ)基因的鑒定。 在這里，我們討論植物改良的演變，以及研究人員如何利用基因組分析和革命性的新植物育種技術(shù)（如定點(diǎn)核酸酶）來通過農(nóng)業(yè)生物技術(shù)提高糧食作物的性狀。 這些產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)場的部署仍然受到需要進(jìn)一步開發(fā)的生物學(xué)和法規(guī)瓶頸的阻礙。
題目：Accessibility to emergency food systems in south-central Indiana evaluated by spatiotemporal indices of pressure at county and pantry level
作者：Kayla H. Kaplan, Kyle J. Kirk, Kathleen M. Lich, Laxmi Prasanna R. Palde, Christopher Van Allen, Erica L. Nantz, Kassandra R. Leuthart, Scott M. Robeson, Hannah F. Davis, Jordan Blekking, Brian P. Healey, Kamila Czebotar, Angela M. Babb & Daniel C. Knudsen
摘要：美國生活貧困的家庭依靠收入，聯(lián)邦政府計(jì)劃，緊急食品系統(tǒng)（EFS）和各種非正式網(wǎng)絡(luò)來獲取充足的營養(yǎng)。 EFS是一個(gè)龐大的緊急食品運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)（EFO），可作為獲得營養(yǎng)補(bǔ)充援助計(jì)劃補(bǔ)助金的人以及那些不具備獲得政府援助資格的需要糧食援助的人的補(bǔ)充。決策者和非政府組織通常雇用的印第安納州中南部11個(gè)縣的EFO分布的靜態(tài)視圖表明，這個(gè)農(nóng)村地區(qū)大部分都得到了很好的覆蓋。但是，按該地區(qū)EFO的每日時(shí)間和每月的時(shí)間進(jìn)行檢查時(shí)，覆蓋范圍被證明是虛幻的。在這里，我們繪制地圖并分析這些EFO提供的服務(wù)的時(shí)空可用性，并根據(jù)EFO的開放時(shí)間，服務(wù)區(qū)域限制和糧食不安全個(gè)體的數(shù)量，制定EFO可用性的度量。這使政策制定者和非政府組織可以更好地評估給定區(qū)域內(nèi)EFS的充足性。
題目：Human exposure to polychlorinated biphenyls embodied in global fish trade
作者：Tao Huang, Zaili Ling, Jianmin Ma, Robie W. Macdonald, Hong Gao, Shu Tao, Chongguo Tian, Shijie Song, Wanyanhan Jiang, Lulu Chen, Kaijie Chen, Zhiyong Xie, Yuan Zhao, Liuyuan Zhao, Chen Gu & Xiaoxuan Mao
摘要：國際食品貿(mào)易通過附帶運(yùn)輸有害人體健康的污染物而構(gòu)成食品安全風(fēng)險(xiǎn)。持久性有機(jī)污染物，例如多氯聯(lián)苯（PCB）同類產(chǎn)品PCB-153，是通過全球貿(mào)易的魚類攝入量消耗的，但人們對估計(jì)的每日攝入量和對人類健康的風(fēng)險(xiǎn)知之甚少。使用食品貿(mào)易路徑模型，全球規(guī)模的大氣持久性有機(jī)污染物遷移模型和聯(lián)合國全球貿(mào)易數(shù)據(jù)，西歐的多氯聯(lián)苯暴露量很高。從歐洲出口到撒哈拉以南非洲國家的海魚占PCB-153消費(fèi)者暴露的84％。相比之下，歐洲魚類消費(fèi)者通過食用從PCB-153濃度低的國家進(jìn)口的海魚而減少了對PCB-153的暴露。食用水產(chǎn)養(yǎng)殖養(yǎng)殖鮭魚的人飼喂受PCB-153污染的海水中的海洋成分，面臨的PCB暴露量更高。我們的發(fā)現(xiàn)表明，在環(huán)境PCB-153含量較低的地區(qū)，全球魚類貿(mào)易會加劇PCB-153的暴露。這種方法證明了如何預(yù)測和量化通過全球食品貿(mào)易分配的有害食品污染物的暴露量。
題目：Global adoption of novel aquaculture feeds could substantially reduce forage fish demand by 2030
作者：Richard S. Cottrell, Julia L. Blanchard, Benjamin S. Halpern, Marc Metian & Halley E. Froehlich
摘要：隨著全球飼用魚的供應(yīng)處于高原，飼料水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)必須繼續(xù)減少對飼料中魚粉和油的依賴，以確保部門的可持續(xù)增長。新型水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料成分的使用正在增長，但它們對可擴(kuò)展和可持續(xù)水產(chǎn)飼料解決方案的貢獻(xiàn)尚不清楚。在這里，我們表明，到2030年，全球采用新型水產(chǎn)飼料可以大大減少水產(chǎn)養(yǎng)殖對飼料魚的需求，從而保持飼料效率和omega-3脂肪酸譜。我們結(jié)合使用微藻，大型藻，細(xì)菌，酵母和昆蟲的飼料數(shù)據(jù)替代飼草魚的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，情景建模和十年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以說明減少未來魚油需求（尤其是鮭魚等高價(jià)值物種的需求）將如何成為關(guān)鍵。飼料水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)性。然而，圍繞不同生命周期階段和分類單元的新型飼料功效仍然存在很大的不確定性，各種社會，環(huán)境，經(jīng)濟(jì)和法規(guī)挑戰(zhàn)將決定它們的廣泛使用。但是，我們證明了即使是很少采用新型飼料也將如何促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)增長，這對于糧食安全將變得越來越重要。
Volume 1 Issue 6, June 2020: Food systems battleground
題目：Threats to global food security from emerging fungal and oomycete crop pathogens
作者：Helen N. Fones, Daniel P. Bebber, Thomas M. Chaloner, William T. Kay, Gero Steinberg & Sarah J. Gurr
摘要：新興的真菌和卵菌病原體感染了主要的卡路里作物和具有經(jīng)濟(jì)意義的商品作物，從而對全球糧食安全構(gòu)成了重大風(fēng)險(xiǎn)。 我們當(dāng)前的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)（強(qiáng)調(diào)集約化單一養(yǎng)護(hù)實(shí)踐）和全球化的市場驅(qū)動著新病原體和諸如殺真菌劑抗性之類的問題性狀的出現(xiàn)和傳播。 氣候變化進(jìn)一步促進(jìn)了病原體在新作物和新地方的出現(xiàn)。 在這里，我們回顧了影響病原體引入和傳播的因素以及當(dāng)前的疾病控制策略，并以愛爾蘭馬鈴薯饑荒的歷史性例子以及大豆銹病，小麥瘟疫和斑點(diǎn)，香蕉枯萎和木薯根腐病的當(dāng)代例子進(jìn)行了說明。 我們的回顧展望了未來，總結(jié)了我們認(rèn)為的主要挑戰(zhàn)和知識差距，并強(qiáng)調(diào)了研究應(yīng)對新興農(nóng)作物病原體挑戰(zhàn)所必須采取的方向。
題目：Consumer acceptance of novel food technologies
作者：Michael Siegrist & Christina Hartmann
摘要：新型食品技術(shù)對于食品安全，安全和可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。但是，消費(fèi)者通常不愿接受它們。在這篇敘述性評論中，我們組織了研究，描述了啟發(fā)式方法和消費(fèi)者之間的個(gè)體差異如何影響對農(nóng)業(yè)食品技術(shù)的接受。食品技術(shù)引起的聯(lián)想，食品技術(shù)的感知自然性和對使用該技術(shù)的行業(yè)的信任會影響消費(fèi)者的接受程度。食物新恐懼癥，厭惡敏感性和文化價(jià)值觀是解釋個(gè)體差異的重要人格因素。以基因技術(shù)，納米技術(shù)，養(yǎng)殖肉類和食品輻照為例，我們探索了可以解釋消費(fèi)者是否接受或不接受的因素。氣候變化，由流行病和人口增長等危機(jī)引起的糧食供應(yīng)沖擊是對糧食系統(tǒng)的迫在眉睫的威脅。因此，將需要破壞性的食品技術(shù)，以朝著更具復(fù)原力的食品系統(tǒng)發(fā)展?？紤]到在開發(fā)和引進(jìn)的早期階段，影響消費(fèi)者對新食品技術(shù)的看法的因素，將有望導(dǎo)致對此類食品技術(shù)的更高接受。
題目：A pocket-sized device enables detection of methanol adulteration in alcoholic beverages
作者：Sebastian Abegg, Leandro Magro, Jan van den Broek, Sotiris E. Pratsinis & Andreas T. Güntner
摘要：2019年，酒精飲料被甲醇意外或故意污染，造成至少789人死亡，大部分在亞洲。 在這里，提出了一種掌上大小的，多用途的傳感器-智能電話系統(tǒng)，用于按需頂空分析飲料。 該分析儀對來自六大洲的89種純凈且受甲醇污染的酒精飲料中的甲醇濃度進(jìn)行了定量分析，并連續(xù)107天準(zhǔn)確地進(jìn)行了分析。 該設(shè)備可以幫助消費(fèi)者，酒廠，執(zhí)法部門和醫(yī)護(hù)人員輕松篩查酒精飲料中的甲醇。
題目：Dietary metabotype modelling predicts individual responses to dietary interventions
作者：Isabel Garcia-Perez, Joram M. Posma, Edward S. Chambers, John C. Mathers, John Draper, Manfred Beckmann, Jeremy K. Nicholson, Elaine Holmes & Gary Frost
摘要：習(xí)慣食用質(zhì)量低劣的飲食與許多非傳染性疾病的危險(xiǎn)因素直接相關(guān)。這導(dǎo)致絕大多數(shù)國家和世界衛(wèi)生組織制定了健康飲食政策，以減少人口中非傳染性疾病的流行。但是，越來越多的證據(jù)表明，任何飲食干預(yù)的個(gè)體新陳代謝反應(yīng)均存在差異。我們已經(jīng)基于高度控制的飲食研究與深度代謝表型的耦合數(shù)據(jù)，開發(fā)了一種方法來應(yīng)用管道來理解個(gè)體對飲食的反應(yīng)差異。在這項(xiàng)可行性研究中，我們創(chuàng)建了一個(gè)個(gè)體的飲食代謝型評分（DMS），體現(xiàn)了飲食反應(yīng)之間的個(gè)體差異，并捕獲了尿中代謝物濃度的動態(tài)變化。我們發(fā)現(xiàn)DMS與血糖濃度之間存在反比關(guān)系。 DMS與尿液代謝能量損失之間也存在關(guān)系。此外，我們使用代謝熵方法來可視化對飲食干預(yù)的個(gè)體和集體反應(yīng)。 DMS可能會提供一種針對個(gè)人水平并增強(qiáng)飲食反應(yīng)的方法，從而在人群水平上減輕非傳染性疾病的負(fù)擔(dān)。
題目：Network resilience of phosphorus cycling in China has shifted by natural flows, fertilizer use and dietary transitions between 1600 and 2012
作者：Sai Liang, Yadong Yu, Ali Kharrazi, Brian D. Fath, Cuiyang Feng, Glen T. Daigger, Shaoqing Chen, Tieju Ma, Bing Zhu, Zhifu Mi & Zhifeng Yang
摘要：磷（P）循環(huán)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)原力對于生態(tài)系統(tǒng)功能和人類活動至關(guān)重要。盡管以前已經(jīng)繪制了P循環(huán)路徑，但在評估P網(wǎng)絡(luò)承受沖擊或干擾的能力方面仍然存在知識空白。應(yīng)用質(zhì)量平衡原理和生態(tài)網(wǎng)絡(luò)分析方法，研究了1600年至2012年中國磷循環(huán)的網(wǎng)絡(luò)彈性。結(jié)果表明，網(wǎng)絡(luò)彈性的變化已從糧食生產(chǎn)的自然磷流向工業(yè)驅(qū)動。 P流用于化肥生產(chǎn)。城鎮(zhèn)化加劇了P的單向旅程，進(jìn)一步惡化了網(wǎng)絡(luò)的彈性。在2000–2012年期間，由于飲食轉(zhuǎn)向使用更多以動物為基礎(chǔ)的食物，磷循環(huán)的網(wǎng)絡(luò)彈性降低了11％。還觀察到網(wǎng)絡(luò)彈性提高和糧食貿(mào)易增加之間的權(quán)衡。這些發(fā)現(xiàn)可為增強(qiáng)中國P自行車網(wǎng)絡(luò)彈性的政策決策提供支持。
