Volume 1 Issue 7, July 2020: Supply chain nitrogen
题目：Scientific, sustainability and regulatory challenges of cultured meat
作者：Mark J. Post, Shulamit Levenberg, David L. Kaplan, Nicholas Genovese, Jianan Fu, Christopher J. Bryant, Nicole Negowetti, Karin Verzijden & Panagiota Moutsatsou
摘要：蜂窝农业是生物技术的一个新兴分支，旨在解决与肉类生产中常规畜牧业对环境的影响，动物福利和可持续性挑战相关的问题。 可以通过应用当前的细胞培养实践和生物制造方法，并利用哺乳动物细胞系以及细胞和基因治疗产品来生产供人类食用的组织或营养蛋白质，来生产养殖肉。 但是，需要进行重大的改进和修改，以使该过程具有成本效益和足够的健壮性，以便大规模地用于食品供应。 在这里，我们回顾了将培养的肉转变为可行的商业选择所面临的科学和社会挑战，涵盖了从细胞选择和培养基优化到生物材料，组织工程，法规和消费者接受度等方面。
题目：Technology readiness and overcoming barriers to sustainably implement nanotechnology-enabled plant agriculture
作者：Thilo Hofmann, Gregory Victor Lowry, Subhasis Ghoshal, Nathalie Tufenkji, Davide Brambilla, John Robert Dutcher, Leanne M. Gilbertson, Juan Pablo Giraldo, Joseph Matthew Kinsella, Markita Patricia Landry, Wess Lovell, Rafik Naccache, Mathews Paret, Joel Alexander Pedersen, Jason Michael Unrine, Jason Christopher White & Kevin James Wilkinson
摘要：纳米技术为可持续农业提供了潜在的解决方案，包括提高养分利用效率，提高有害生物管理的功效，减轻气候变化的影响以及减少农业食品生产对环境的不利影响。 已经提出了许多有前途的纳米技术，并在不同的规模上进行了评估，但是要采用的技术必须解决一些实施障碍，包括现场规模的有效交付，法规和安全问题以及消费者的接受度。 在这里，我们探讨了这些障碍，并对技术的准备情况以及纳米技术在农业上的广泛应用进行了潜在影响。 我们提出了克服这些障碍并开发有效，安全和可接受的农业纳米技术的途径。
题目：Nutriome–metabolome relationships provide insights into dietary intake and metabolism
作者：Joram M. Posma, Isabel Garcia-Perez, Gary Frost, Ghadeer S. Aljuraiban, Queenie Chan, Linda Van Horn, Martha Daviglus, Jeremiah Stamler, Elaine Holmes, Paul Elliott & Jeremy K. Nicholson
摘要：饮食评估传统上依靠自我报告的数据，这些数据通常不准确，并可能导致错误的饮食-疾病风险关联。我们说明了如何将尿液代谢表型作为一种获取饮食模式信息的替代方法。我们使用了两次多次全天候24小时饮食召回，平均两次间隔3周，两次与1848名美国个体的两次24小时尿液收集配对。 1H NMR光谱法分析了67种营养素对46种结构鉴定的代谢产物的尿代谢型（代谢表型）的影响。我们调查了每种代谢物随时间的稳定性，并表明与报告的饮食模式相比，个体内的尿代谢状况更稳定。这46种代谢物准确地预测了美国自由人群的健康和不健康饮食模式，并且这些预测在独立的英国人群中得到了重复。我们将这些代谢物映射到宿主-微生物代谢网络中，以识别与饮食相关的关键途径和功能。这些数据可用于将来的研究中，以评估这组饮食来源的，稳定的，可测量的生物分析标记物与疾病风险之间的关系。这些知识可能会提供有关生物学途径的新见解，这些生物学途径表征了从健康代谢表型向不健康代谢表型的转变，从而为预防和干预策略指明了切入点。
题目：Nitrogen emissions along global livestock supply chains
作者：Aimable Uwizeye, Imke J. M. de Boer, Carolyn I. Opio, Rogier P. O. Schulte, Alessandra Falcucci, Giuseppe Tempio, Félix Teillard, Flavia Casu, Monica Rulli, James N. Galloway, Adrian Leip, Jan Willem Erisman, Timothy P. Robinson, Henning Steinfeld & Pierre J. Gerber
摘要：在过去的几年中，全球牲畜供应链极大地改变了氮的流量，从而威胁到环境和人类健康。 在这里，我们对畜牧业对全球氮流量和排放量（包括国际贸易）的影响进行了分类评估。 结果表明，该部门目前排放的是65 Tg N yr-1，相当于当前人类引起的N排放的三分之一，足以满足N的行星边界要求。其中，有66％分配给了亚洲，而68％分配给了亚洲。 与饲料生产有关。 尽管国际贸易中所含的氮排放对某些进口国而言是重要的，但大多数排放都来自当地生产的动物源性食品。 鉴于其影响的巨大程度及其在国内和国际氮素挑战中的核心作用，畜牧业迫切需要一项全球倡议，以在支持粮食安全的同时解决氮素污染问题。
题目：Limits of conservation agriculture to overcome low crop yields in sub-Saharan Africa
作者：Marc Corbeels, Krishna Naudin, Anthony M. Whitbread, Ronald Kühne & Philippe Letourmy
摘要：在关于撒哈拉以南非洲粮食生产的可持续集约化的科学和政策思考中，保护性农业（CA）已成为一种主导范式。然而，有关CA导致非洲小农农业系统农作物增产的说法仍存在争议。通过对撒哈拉以南非洲地区16个国家的933项观测值的荟萃分析，我们发现，在CA条件下，平均产量仅略高于传统耕作系统（六个主要农作物品种为3.7％，玉米为4.0％） 。覆盖和作物轮作/间作使玉米的产量增加。如果同时实施CA原则，玉米产量将增加8.4％。与低降雨量和除草剂相结合，CA可以最大程度地提高收益。我们得出的结论是，尽管CA可以带来土壤保护的好处，但对于非洲小农而言，这并不是在短期内克服作物低产和粮食不安全的技术。
Volume 1 Issue 8, August 2020: One Health aquaculture
题目：Sustainable aquaculture through the One Health lens
作者：G. D. Stentiford, I. J. Bateman, S. J. Hinchliffe, D. Bass, R. Hartnell, E. M. Santos, M. J. Devlin, S. W. Feist, N. G. H. Taylor, D. W. Verner-Jeffreys, R. van Aerle, E. J. Peeler, W. A. Higman, L. Smith, R. Baines, D. C. Behringer, I. Katsiadaki, H. E. Froehlich & C. R. Tyler
摘要：预计到2050年，水产养殖将提供大部分水产膳食蛋白。为使水产养殖以可持续的方式提供大量增加的粮食，需要适当考虑到其对环境完整性，养殖生物健康和福祉以及人类健康的影响 。 在这里，我们通过“一个健康”的视角探索增加水产养殖的产量，并定义一套成功指标（以证据，政策和法规为基础），这些指标必须纳入水产养殖的可持续性之中。 我们提供了一个定义，监视和避免增产的潜在负面影响的框架，并考虑了与陆上粮食系统的相互作用。 这些指标将为国家和国际科学和政策战略提供信息，以支持改进水产食品系统的设计。
题目：Strategies to improve wheat for human health
作者：Brittany Hazard, Kay Trafford, Alison Lovegrove, Simon Griffiths, Cristobal Uauy & Peter Shewry
摘要：尽管它们具有重要的经济意义和需求的增长，但人们对基于小麦的食品和人类健康的担忧日益凸显。 大多数基于小麦的食品是由精制白面粉而不是全麦面粉制成的，这些产品的过度消费可能会导致全球范围内慢性病（尤其是2型糖尿病和肥胖症）的患病率上升。 在这里，我们回顾了淀粉和细胞壁多糖（精制小麦产品中的主要碳水化合物成分）的含量，组成和相互作用如何影响人类健康。 我们讨论了使用新开发的小麦基因组学工具和资源来操纵这些成分以改善饮食和健康的策略和挑战。 用这些新颖方法开发的商业食品必须在不影响成本，消费者可接受性和加工性能的前提下生产。
题目：Adoption of the ‘planetary health diet’ has different impacts on countries’ greenhouse gas emissions
作者：Richard D. Semba, Saskia de Pee, Brent Kim, Shawn McKenzie, Keeve Nachman & Martin W. Bloem
摘要：饮食—柳叶刀委员会提议的从当前饮食向全球健康饮食的全球转变将直接影响农业温室气体（GHG）的排放。 通过对从摇篮到农场大门的食物轨迹进行建模，同时考虑国际贸易，我们估计在101个国家以及全球范围内，农业温室气体排放量都将减少。 但是，在主要是低收入和中等收入国家，农业温室气体排放量将增加12–283％。 缓解气候变化政策应考虑饮食过渡对特定国家的影响。
题目：Order of meals at the counter and distance between options affect student cafeteria vegetarian sales
作者：Emma E. Garnett, Theresa M. Marteau, Chris Sandbrook, Mark A. Pilling & Andrew Balmford
摘要：已经提出了改变食堂柜台上饭菜的供应顺序，以减少肉类的消耗，但是在很大程度上未经测试。 为了解决这个问题，我们在一家英国大学的自助餐厅中进行了两项涉及105,143种餐食选择的实验研究。首先将素食柜台上持续增加其销售时的选择被广泛分离（>1.5米;素食销售为一体共餐销售额的百分比增加了4.6和6.2个百分点），但没有的效果证据时选择很 并拢（<1.0 m）。 这表明定单效应取决于期权之间的物理距离。
题目：Breeding for low cadmium barley by introgression of a Sukkula-like transposable element
作者：Gui Jie Lei, Miho Fujii-Kashino, De Zhi Wu, Hiroshi Hisano, Daisuke Saisho, Fenglin Deng, Naoki Yamaji, Kazuhiro Sato, Fang-Jie Zhao & Jian Feng Ma
摘要：大麦是世界上第四大谷物作物，也是主要的饮食来源镉（Cd）之一，对人类健康构成了严重威胁。在这里，我们确定了一个编码大麦中Cd积累的P型重金属ATPase 3（HvHMA3）的基因。来自日本高镉大麦品种Haruna Nijo的HvHMA3和阿富汗低镉品种BCS318的氨基酸水平具有97％的同一性。另外，来自两个变种的HvHMA3对Cd表现出相似的转运活性，并且在液泡膜中具有相同的亚细胞定位。但是，HvHMA3在BCS318中的表达是在Haruna Nijo中的两倍。在低Cd品种的基因上游发现了一个3.3千碱基的Sukkula样转座子，它起着启动子的作用，并增强了HvHMA3的表达。通过回交将此插入物渗入到大麦优良品种中，导致在受Cd污染的土壤中生长的谷物中Cd积累减少，而没有产量损失。在世界上其他一些大麦地方品种中也发现了由于插入而导致的镉积累减少。我们的结果表明，插入类似Sukkula的转座因子在上调HvHMA3表达中起重要作用。
题目：Meta-analysis of cheese microbiomes highlights contributions to multiple aspects of quality
作者：Aaron M. Walsh, Guerrino Macori, Kieran N. Kilcawley & Paul D. Cotter
摘要：对奶酪微生物组的详细了解是优化风味，外观，质量和安全性的关键。因此，我们对奶酪微生物群和相应的挥发物进行了高分辨率的荟萃分析。我们使用了来自27个爱尔兰生产商的55种手工奶酪中的77个新样品，并结合了107个可公开获得的奶酪元基因组，我们回收了328个由基因组组装的基因组，包括47个可能通过挥发物的分泌或色素的生物合成影响口味或颜色的推定新物种。此外，从子集的样本中，我们发现菌株丰度的差异与挥发物的含量相对应。编码细菌素和其他抗菌素（例如伪alterin）的基因很常见，可能有助于控制不良微生物。尽管已检测到抗生素抗性基因，但证据表明它们与其他微生物群的传播无关。噬菌体是发酵失败的潜在原因，数量很多，并且检测到噬菌体介导的基因转移的证据。抗噬菌体防御机制CRISPR广泛存在，对其分析以及对抗CRISPR蛋白的分析揭示了噬菌体与细菌之间的复杂相互作用。总体而言，我们的结果为奶酪微生物组提供了新的，实质性的技术和生态学见解，可用于进一步提高奶酪产量。
题目：Identification of bacterial endospores and targeted detection of foodborne viruses in industrially reared insects for food
作者：Dries Vandeweyer, Bart Lievens & Leen Van Campenhout
摘要：随着食用昆虫的产生越来越多，食品安全当局呼吁确定对人类健康构成的微生物挑战。 在这里，我们发现工业饲养的粉虫和样品中的细菌内生孢子成分主要由蜡状芽孢杆菌属成员组成，这些成员可能构成昆虫或人类健康风险。 在样品收集物中未检测到甲型肝炎病毒，戊型肝炎病毒和诺如病毒基因组II，表明这些病毒病原体的食品安全风险较低。
Volume 1 Issue 9, September 2020: Waste not
题目：Food delivery packaging and tableware waste
作者：Katrin Molina-Besch
摘要：来自主要在线食品订购平台的大数据可以促进对当前食品配送包装废弃物对环境的影响以及更可持续的替代方案的更深入的了解。
送餐服务不仅为您提供方便的饭菜，还为我们提供了方便。 它们带有大量的一次性材料-食品容器，餐具，餐巾纸，牙签等。 鉴于中国这个行业的增长-在线外卖市场价值从2011年的220亿元人民币增加到20191年的2850亿元人民币-以及塑料垃圾对环境（尤其是海洋）的灾难性影响，令人惊讶的是，几乎没有人关注 提供给送餐服务中使用的一次性物品。 在《自然食品》杂志上，Zhou及其同事2使用了在线食品配送平台美团的大城市数据（在353个中国城市中有28亿份外卖订单）来考虑中国的食品配送浪费问题。
题目：Strategies for food system sustainability in China
作者：Dana Boyer
摘要：为了使中国及其各省的食品体系保持在缩小的星球范围内，可持续发展战略必须结合需求，生产和再分配干预措施，以实现温室气体排放，水利用，土地利用和养分投入的目标。
粮食系统的环境可持续性已成为全球关注的问题1，但是必须经常在国家和地区层面采取行动，以协调一致地实现全球任务2。 在国家和国家以下各级制定有针对性的有效战略需要与这些空间尺度相对应的标准化分析。 胡和同事在《自然食品》杂志中针对在中国背景下的这一挑战进行了分析，分析了多种粮食系统干预措施及其对国家和地区环境可持续性的影响3。
题目：Pathways for advancing pesticide policies
作者：Niklas Möhring, Karin Ingold, Per Kudsk, Fabrice Martin-Laurent, Urs Niggli, Michael Siegrist, Bruno Studer, Achim Walter & Robert Finger
摘要：为了减轻使用农药的风险，已引入了许多农药政策，但是大多数政策未能成功实现减少用量的目标。 在这里，我们列举了减少农业农药使用对环境和健康风险的主要挑战，并制定了改善当前政策的框架。 我们证明了需要制定政策来涵盖食品价值链中的所有参与者。 通过采取多学科方法，我们建议了十个关键步骤来降低农药风险。 我们重点介绍如何实施新技术和监管框架并使其与食品价值链中的所有参与者保持一致。 最后，我们讨论了其他农业政策目标的主要权衡和紧张领域，并提出了全面的方法来推进农药政策。
题目：Conceptual frameworks linking agriculture and food security
作者：Charles F. Nicholson, Birgit Kopainsky, Emma C. Stephens, David Parsons, Andrew D. Jones, James Garrett & Erica L. Phillips
摘要：已经开发了许多概念框架，以促进对农业与粮食安全之间联系的理解和分析。尽管进行了有用的分析和投资指导，但这些框架在观点，假设和应用方面仍表现出广泛的差异。本评论文章探讨了这种多样性，提供了一种评估框架的方法，并提出了在指定和应用框架方面的改进建议。使用基于标准的系统建模约定，我们评估了36个框架。我们发现，许多框架是为说明而非分析目的而开发的，并且并未明确指出因果关系，往往忽略了农业和粮食安全的动态（稳定性）方面，并且缺乏通过农业改善粮食安全的明确干预点。通过将系统建模约定应用到广泛使用的框架，我们说明了这些约定如何可以增强框架的整体说明用途，描绘关于农业与粮食安全联系的假设，并研究干预措施的潜在影响。
题目：Sharing tableware reduces waste generation, emissions and water consumption in China’s takeaway packaging waste dilemma
作者：Ya Zhou, Yuli Shan, Dabo Guan, Xi Liang, Yanpeng Cai, Jingru Liu, Wei Xie, Jinjun Xue, Zhuguo Ma & Zhifeng Yang
摘要：中国拥有一个快速增长的在线食品交付和外卖市场，2018年有100亿订单服务于4.06亿客户，并产生了323千吨的餐具和包装废物。在这里，我们采用自上而下的方法结合市级外卖订单数据来探索包装废料和中国外卖行业对生命周期的环境影响。按人均废弃物产生量计算，十个最浪费的城市仅占人口的7％，占该国外卖废弃物的30％，该国污染物排放的27–34％和该国水消耗的30％ 。我们定义了一种替代纸张和两种共享餐具的方案，以模拟缓解环境的潜力。方案模拟的结果表明，共享餐具可以减少多达92％的废物产生，并减少三分之二以上的环境排放和水消耗。这种机制为解决食品包装浪费的困境提供了潜在的解决方案，并为促进可持续和零浪费的生活方式提供了新的战略。
题目：Impacts of rising temperatures and farm management practices on global yields of 18 crops
作者：Paolo Agnolucci, Chrysanthi Rapti, Peter Alexander, Vincenzo De Lipsis, Robert A. Holland, Felix Eigenbrod & Paul Ekins
摘要：了解温度和降水变化对农作物产量的影响是制定养活世界的政策和管理选择的关键一步。由于大多数现有研究仅限于几种主要农作物，因此我们实施了全球统计模型，以检验天气和管理措施对18种农作物产量的影响，按面积计占作物产量的70％，按热量摄入量计占65％。着眼于温度的影响，我们发现农作物和国家之间在产量响应方面存在很大的异质性。人们发现灌溉可以减轻温度升高带来的负面影响。温度升高造成最大负面影响的国家通常是最不安全的食物，热量供应最少且农作物平均单产最低。必须协调国际行动，通过改善和现代化农业作法来提高这些国家的产量，以抵消未来气候变化的不利影响。
题目：Food production in China requires intensified measures to be consistent with national and provincial environmental boundaries
作者：Yuanchao Hu, Meirong Su, Yafei Wang, Shenghui Cui, Fanxin Meng, Wencong Yue, Yufei Liu, Chao Xu & Zhifeng Yang
摘要：以环境可持续的方式满足日益增长的食品需求是一项全球性挑战。将生命周期分析应用于不同的情景，我们发现，到2030年，中国的粮食生产要在国家和省级环境范围内，磷排放，氮排放，温室气体排放，蓝水消耗和农田的使用减少47-99％。提高粮食生产效率，优化肥料施用，减少粮食损失和浪费以及改变饮食习惯等基本战略目前不足以将环境影响控制在国家范围内，尤其是那些与氮有关的影响。但是，加强这些战略并将粮食生产从北部省份重新分配到南部省份，可能会使环境影响保持在国家和省级范围内。我们得出的结论是，中国食品生产的环境可持续性需要多元化的利益相关者采取激进而协调的行动。