Volume 1 Issue 4, April 2020: Food on the move
题目：The power of diversification
作者：Yufang Guo
摘要：为了实现联合国零饥饿的可持续发展目标，农业生产必须在气候变化下更具抗灾能力。加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)的Timothy M. Bowles及其同事提出，多样化的种植体系可以提高农业抵御气候变化相关威胁的能力。
题目：A CRISPR way for accelerating improvement of food crops
作者：Yi Zhang, Mathias Pribil, Michael Palmgren & Caixia Gao
摘要：CRISPR技术被广泛用于植物基因组编辑，它将加速粮食作物的育种，使其超出其开发之前可以想象的范围。 在这里，我们简要介绍了CRISPR技术，其对作物改良的最重要应用以及多项技术突破。 我们还预测了CRISPR技术在粮食作物上的应用，我们认为这将为合成生物学和农作物的驯化提供潜力。 我们还将讨论监管政策对发展中国家技术部署的影响。
题目：The achievement of food and nutrition security in South Asia is deeply gendered
作者：Nitya Rao
摘要：妇女是农业部门不可或缺的一部分，在南亚大部分地区，妇女占农业劳动力的大多数，通常被迫工作以满足家庭的基本需求。 尽管他们的贡献被认为是家庭和社区粮食和营养安全的核心，但他们的工作并未得到公共政策和社会机构的充分承认或支持。 妇女在健康，教育和营养等关键发展指标上继续面临不平等； 歧视性法律； 在收入，就业条件，安全和福祉方面处于高风险状态。 加剧性别不平等并阻碍妇女参与的社会结构加剧了南亚的谜团，即尽管经济增长，营养不良仍持续存在，必须加以解决，以实现粮食和营养安全。
题目：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：基于细胞的肉（CBM）生产是一种有前途的技术，无需动物农业即可生产肉。组织的产生需要三维（3D）支架来为细胞提供支持并模仿细胞外基质（ECM）。对于CBM，支架需要是可食用的，并且具有适当的营养价值和质地。在这里，我们演示了使用带纹理的大豆蛋白（一种可食用的基于多孔蛋白的生物材料）作为一种新型的CBM支架，该支架可以支持细胞附着和增殖以创建3D工程化的牛肌肉组织。通过添加肌相关的生长因子，培养基成分针对3D牛卫星细胞（BSC）增殖和分化进行了优化。比较了几种细胞组合的肌发生，并且在BSC与牛平滑肌细胞的共培养以及BSC，牛平滑肌细胞和牛内皮细胞的三培养中显示出较高的肌发生和ECM沉积。与BSC单培养相比，共培养中与ECM基因集相关的蛋白质表达增加。志愿者在烹饪后品尝了该产品，并注意到其肉味和感官特性，从而达到了复制咬肉的感觉和质地的目的。这种方法代表了将煤层气作为食品的应用生产向前迈出的一步。
题目：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：非洲猪瘟是一种致命的猪病，已传播到东亚，对猪肉生产产生不利影响。但是，人们很少探讨非洲猪瘟对全球猪肉市场的影响。两种相互联系的全球经济模型被用来探讨不同程度的流行病对猪肉价格以及其他食品类型和动物饲料价格的影响。这些模型预测全球猪肉价格将上涨17-85％，需求未得到满足将导致其他肉类价格上涨。这种价格上涨减少了猪肉的需求量，但也刺激了世界其他地区的猪肉生产，而进口则弥补了中国损失的一半。对牛肉和家禽等食品的需求和价格上涨，而用于饲料的玉米和大豆价格下降。中国的人均卡路里可利用量略有下降，这表明确保低收入人群饮食需求的重要性。在中国以外，人们对卡路里供应量的预测参差不齐，反映出非洲猪瘟流行对食品和饲料市场的直接和间接影响。
题目：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：食品供应链的起点和终点之间的距离，以及食品系统的“局部性”，是与可持续性相关的许多叙述的主要考虑因素。然而，在全球范围内，关于与粮食作物最短距离的信息仍然匮乏。使用基于“食物集散区”（即具有内部依赖关系的自给自足的区域）的优化模型，我们可以计算出全球六种农作物的粮食生产与消费之间的潜在最小距离。我们表明，全球人口中只有11–28％可以满足他们在100公里半径内对特定作物的需求，并且不同地区和作物之间存在很大差异。对于26-64％的人口，该距离大于1,000 km。即使有跨国的食物集散地，全球大部分地区仍将依靠贸易来养活自己。尽管缩小产量差距和减少粮食损失可能有利于更多的地方粮食系统，特别是在非洲和亚洲，但仍需要全球供应链来确保充足和稳定的粮食供应。
Volume 1 Issue 5, May 2020: Disruptive vision
题目：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：环境退化，生物多样性丧失和气候变化威胁着我们星球的稳定。粮食生产方法不当会与饥饿，营养不良和赤贫相结合，特别是在热带和亚热带地区。这些方法反过来又加剧了社会匮乏并限制了农村发展，而这两者都是经济移民和内乱的驱动力。人口增长加剧了粮食系统，成为这些全球性问题的核心。在这里，提出了一种在非洲发展起来的保护地球的方法，该方法说明，通过生产高营养和可销售的传统食品的物种，可以改善和改善退化的农田，从而改善传统主粮作物的粮食生产。此外，它重建了农业生态功能并创造了新的当地商机，以启动农村经济并增进社会福祉。这些好处共同促进了生计和社会正义，减轻和/或适应了气候变化，并提供了野生动植物栖息地。这种方法提供了一种高度适应性强的模型，该模型以解决限制非洲主流农业的环境和社会约束以及全球实现可持续发展目标的方式，增加了过去对绿色革命的投资。
题目：Innovation can accelerate the transition towards a sustainable food system
作者：Mario Herrero, Philip K. Thornton, […]Paul C. West
摘要：未来的技术和系统的创新对于粮食系统所需的深刻变革至关重要。 这些创新涵盖了从粮食生产，土地使用和排放到改善饮食和废物管理的所有方面。 在这里，我们确定了这些技术，评估了它们的准备情况，并提出了八个行动要点，可以加快向更加可持续的粮食系统的过渡。 我们认为，通过适当的激励措施，法规和社会许可，创新速度可以大大提高。 反过来，这些要求建设性的利益相关者对话和明确的过渡途径。
题目：Crop biotechnology and the future of food
作者：Michael A. Steinwand & Pamela C. Ronald
摘要：全球人口继续增加，由于气候变化，主要粮食作物的单产下降的可能性也在增加，因此，将遗传改良的，具有抗逆性的作物的开发作为研究重点。 低成本基因组测序与提高的计算能力和高通量分子表型技术的融合，加速了与食品生产和质量相关的重要农艺性状的基础基因的鉴定。 在这里，我们讨论植物改良的演变，以及研究人员如何利用基因组分析和革命性的新植物育种技术（如定点核酸酶）来通过农业生物技术提高粮食作物的性状。 这些产品从实验室到现场的部署仍然受到需要进一步开发的生物学和法规瓶颈的阻碍。
题目：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：美国生活贫困的家庭依靠收入，联邦政府计划，紧急食品系统（EFS）和各种非正式网络来获取充足的营养。 EFS是一个庞大的紧急食品运营网络（EFO），可作为获得营养补充援助计划补助金的人以及那些不具备获得政府援助资格的需要粮食援助的人的补充。决策者和非政府组织通常雇用的印第安纳州中南部11个县的EFO分布的静态视图表明，这个农村地区大部分都得到了很好的覆盖。但是，按该地区EFO的每日时间和每月的时间进行检查时，覆盖范围被证明是虚幻的。在这里，我们绘制地图并分析这些EFO提供的服务的时空可用性，并根据EFO的开放时间，服务区域限制和粮食不安全个体的数量，制定EFO可用性的度量。这使政策制定者和非政府组织可以更好地评估给定区域内EFS的充足性。
题目：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：国际食品贸易通过附带运输有害人体健康的污染物而构成食品安全风险。持久性有机污染物，例如多氯联苯（PCB）同类产品PCB-153，是通过全球贸易的鱼类摄入量消耗的，但人们对估计的每日摄入量和对人类健康的风险知之甚少。使用食品贸易路径模型，全球规模的大气持久性有机污染物迁移模型和联合国全球贸易数据，西欧的多氯联苯暴露量很高。从欧洲出口到撒哈拉以南非洲国家的海鱼占PCB-153消费者暴露的84％。相比之下，欧洲鱼类消费者通过食用从PCB-153浓度低的国家进口的海鱼而减少了对PCB-153的暴露。食用水产养殖养殖鲑鱼的人饲喂受PCB-153污染的海水中的海洋成分，面临的PCB暴露量更高。我们的发现表明，在环境PCB-153含量较低的地区，全球鱼类贸易会加剧PCB-153的暴露。这种方法证明了如何预测和量化通过全球食品贸易分配的有害食品污染物的暴露量。
题目：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：随着全球饲用鱼的供应处于高原，饲料水产养殖业必须继续减少对饲料中鱼粉和油的依赖，以确保部门的可持续增长。新型水产养殖饲料成分的使用正在增长，但它们对可扩展和可持续水产饲料解决方案的贡献尚不清楚。在这里，我们表明，到2030年，全球采用新型水产饲料可以大大减少水产养殖对饲料鱼的需求，从而保持饲料效率和omega-3脂肪酸谱。我们结合使用微藻，大型藻，细菌，酵母和昆虫的饲料数据替代饲草鱼的生产数据，情景建模和十年的实验数据，以说明减少未来鱼油需求（尤其是鲑鱼等高价值物种的需求）将如何成为关键。饲料水产养殖的可持续性。然而，围绕不同生命周期阶段和分类单元的新型饲料功效仍然存在很大的不确定性，各种社会，环境，经济和法规挑战将决定它们的广泛使用。但是，我们证明了即使是很少采用新型饲料也将如何促进水产养殖业的可持续增长，这对于粮食安全将变得越来越重要。
Volume 1 Issue 6, June 2020: Food systems battleground
题目：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：新兴的真菌和卵菌病原体感染了主要的卡路里作物和具有经济意义的商品作物，从而对全球粮食安全构成了重大风险。 我们当前的农业系统（强调集约化单一养护实践）和全球化的市场驱动着新病原体和诸如杀真菌剂抗性之类的问题性状的出现和传播。 气候变化进一步促进了病原体在新作物和新地方的出现。 在这里，我们回顾了影响病原体引入和传播的因素以及当前的疾病控制策略，并以爱尔兰马铃薯饥荒的历史性例子以及大豆锈病，小麦瘟疫和斑点，香蕉枯萎和木薯根腐病的当代例子进行了说明。 我们的回顾展望了未来，总结了我们认为的主要挑战和知识差距，并强调了研究应对新兴农作物病原体挑战所必须采取的方向。
题目：Consumer acceptance of novel food technologies
作者：Michael Siegrist & Christina Hartmann
摘要：新型食品技术对于食品安全，安全和可持续发展至关重要。但是，消费者通常不愿接受它们。在这篇叙述性评论中，我们组织了研究，描述了启发式方法和消费者之间的个体差异如何影响对农业食品技术的接受。食品技术引起的联想，食品技术的感知自然性和对使用该技术的行业的信任会影响消费者的接受程度。食物新恐惧症，厌恶敏感性和文化价值观是解释个体差异的重要人格因素。以基因技术，纳米技术，养殖肉类和食品辐照为例，我们探索了可以解释消费者是否接受或不接受的因素。气候变化，由流行病和人口增长等危机引起的粮食供应冲击是对粮食系统的迫在眉睫的威胁。因此，将需要破坏性的食品技术，以朝着更具复原力的食品系统发展。考虑到在开发和引进的早期阶段，影响消费者对新食品技术的看法的因素，将有望导致对此类食品技术的更高接受。
题目：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，酒精饮料被甲醇意外或故意污染，造成至少789人死亡，大部分在亚洲。 在这里，提出了一种掌上大小的，多用途的传感器-智能电话系统，用于按需顶空分析饮料。 该分析仪对来自六大洲的89种纯净且受甲醇污染的酒精饮料中的甲醇浓度进行了定量分析，并连续107天准确地进行了分析。 该设备可以帮助消费者，酒厂，执法部门和医护人员轻松筛查酒精饮料中的甲醇。
题目：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：习惯食用质量低劣的饮食与许多非传染性疾病的危险因素直接相关。这导致绝大多数国家和世界卫生组织制定了健康饮食政策，以减少人口中非传染性疾病的流行。但是，越来越多的证据表明，任何饮食干预的个体新陈代谢反应均存在差异。我们已经基于高度控制的饮食研究与深度代谢表型的耦合数据，开发了一种方法来应用管道来理解个体对饮食的反应差异。在这项可行性研究中，我们创建了一个个体的饮食代谢型评分（DMS），体现了饮食反应之间的个体差异，并捕获了尿中代谢物浓度的动态变化。我们发现DMS与血糖浓度之间存在反比关系。 DMS与尿液代谢能量损失之间也存在关系。此外，我们使用代谢熵方法来可视化对饮食干预的个体和集体反应。 DMS可能会提供一种针对个人水平并增强饮食反应的方法，从而在人群水平上减轻非传染性疾病的负担。
题目：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）循环网络的复原力对于生态系统功能和人类活动至关重要。尽管以前已经绘制了P循环路径，但在评估P网络承受冲击或干扰的能力方面仍然存在知识空白。应用质量平衡原理和生态网络分析方法，研究了1600年至2012年中国磷循环的网络弹性。结果表明，网络弹性的变化已从粮食生产的自然磷流向工业驱动。 P流用于化肥生产。城镇化加剧了P的单向旅程，进一步恶化了网络的弹性。在2000–2012年期间，由于饮食转向使用更多以动物为基础的食物，磷循环的网络弹性降低了11％。还观察到网络弹性提高和粮食贸易增加之间的权衡。这些发现可为增强中国P自行车网络弹性的政策决策提供支持。