入夏，走進位于昆明北郊的中國西南野生生物種質(zhì)資源庫（以下簡稱種質(zhì)資源庫），驟降的溫度以及寬廣的庫房總給人以清冷之感。但在種質(zhì)資源庫種質(zhì)保藏中心主任蔡杰博士看來，隨著越來越多的種子入庫保存，這里越發(fā)顯得“熱鬧”起來。
作為我國第一個國家級野生生物種質(zhì)資源庫，也是亞洲最大的野生生物種質(zhì)資源收集、保藏機構(gòu)，中國科學(xué)院昆明植物研究所中國西南野生生物種質(zhì)資源庫經(jīng)過十余年建設(shè)已保存野生植物種子10601種85046份，占我國種子植物物種數(shù)的36%。
中國西南野生生物種質(zhì)資源庫。 圖片來源于中國科學(xué)院昆明植物研究所
讓種子有個安全的家
被譽為仙草的蘭科植物鐵皮石斛，花型奇特、花色多彩的蘭花……我國長期利用的中藥及民族、民間藥用植物達1.2萬多種，原產(chǎn)觀賞花卉超2000種，也擁有眾多的野生蔬菜水果資源。
“以生物資源為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物技術(shù)需要大量的生物資源儲備，當(dāng)今許多國家都投入了大量的人力和財力, 對生物資源進行收集與研究?！被仡櫰鸲嗄昵皡钦麈勗菏刻岢鼋ㄔO(shè)一座野生生物種質(zhì)資源庫的設(shè)想，蔡杰對這位植物分類學(xué)泰斗的前瞻性深感敬佩。
1999年，中國科學(xué)院吳征鎰院士向國家建言，在生物多樣性最為豐富的云南建設(shè)一座野生生物種質(zhì)資源庫。在得到正式回復(fù)后，云南省政府和中國科學(xué)院立即展開了科學(xué)調(diào)研和可行性研究的相關(guān)工作。
“種質(zhì)庫項目于2005年正式開工，2007年建成并投入運行。”蔡杰介紹，自種質(zhì)資源庫成立之初就確立了“五庫一體”的保存模式，即以種子庫為核心庫，兼具植物離體庫、植物DNA庫、動物種質(zhì)庫、微生物庫，這成為我國科技界和生物學(xué)界的一大創(chuàng)新之舉。
中國西南野生生物種質(zhì)資源庫。 圖片來源于中國科學(xué)院昆明植物研究所
通過2年的建設(shè)，幾座紅白相間的小樓拔地而起，一個直通山腹的冷庫常年保持零下20攝氏度的溫度……在這里，種子壽命得到極大延長，水稻和小麥的種子可存活3000多年，棉花種子則可存活6.7萬年之久。
經(jīng)過10多年前行，截至2020年底種質(zhì)資源庫已保存野生植物種子10601種85046份；植物離體培養(yǎng)材料2093種24100份；DNA材料7324種65456份；微生物菌株2280種22800份和動物種質(zhì)資源2203種60262份……它與英國“千年種子庫”、挪威“斯瓦爾巴全球種子庫”等一起成為全球生物多樣性保護的重要設(shè)施。
“種質(zhì)資源庫的建設(shè)使中國的野生生物種質(zhì)資源，特別是中國特有種、珍稀瀕危物種、具重要經(jīng)濟價值、生態(tài)價值和科學(xué)研究價值的物種安全得到了有力保障，也為我國在未來參與國際生物產(chǎn)業(yè)競爭奠定了堅實基礎(chǔ)?！辈探苷f。
一粒種子的入庫歷程
種子采集—接收登記—質(zhì)量檢測，這是一粒種子在干燥冷凍保存前要經(jīng)過的三道主要工序。采集、接收、檢測，短短6個字背后卻是種子采集者及種子管理員嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧鞒膛c辛勤的付出。
種質(zhì)資源庫的種子采集員們都稱自己為“種子獵人”。在種子采集員郭永杰看來，采集種子需要有獵人堅韌、敏銳、細(xì)心的品質(zhì)，也需如獵人一般風(fēng)餐露宿。
采集員野外采集種子。圖片來源于中國科學(xué)院昆明植物研究所
“遇到有明確目的地的采集工作，采集員是‘跋山涉水’，而根據(jù)幾十年甚至上百年前的科考記錄去尋找物種，那無異于‘大海撈針’，有時也需要一點運氣?！惫澜苷f，采集員們每年要開展10余次野外采集，一年有100多天在荒野之中，野外采集每天常常需要工作16個小時以上，一路前行只為遠(yuǎn)方的那一粒粒種子。
從熱帶雨林到高山流石灘、從內(nèi)陸荒漠戈壁到海島。在種子采集員和其他采集者的不懈努力下，"消失”100年后的彌勒苣苔于2007年再次被發(fā)現(xiàn)，入駐種子庫，實現(xiàn)了長期保存；1933年奧地利植物學(xué)家韓馬迪描述的云南蒙自竹生羊奶子植物被發(fā)現(xiàn)……一批處于極度瀕危的種質(zhì)資源得到搶救性收集和保存。
采集員野外采集種子。 圖片來源于中國科學(xué)院昆明植物研究所
種子是植物生命的載體，既是一個生命的結(jié)束，也孕育著新生命的開始，地球上現(xiàn)存的30多萬種植物中，絕大多數(shù)可通過結(jié)出種子繁衍后代，但仍有7%約2萬余種植物很少產(chǎn)生種子或不結(jié)種子，其中約40%的物種更是處于瀕危狀態(tài)。
“對于無法通過種子進行保存的物種，種質(zhì)資源庫運用植物離體保存技術(shù)，對植株、組織、細(xì)胞采用限制或延緩其生長的處理方法進行保存?！狈N質(zhì)資源庫植物離體庫負(fù)責(zé)人何俊博士說，這一中短期植物種質(zhì)保存方式，還可實現(xiàn)短時間內(nèi)植物個體的大量增殖。
據(jù)介紹，目前植物離體庫現(xiàn)存離體培養(yǎng)物2093種24100余份，保存蕨類植物44科143屬439種694份，保存蘭科種質(zhì)資源占國產(chǎn)蘭科植物的約40%，保存國產(chǎn)石斛屬78種植物中的55種。
“植物離體庫里保存有國內(nèi)僅云南有分布的大花萬代蘭、版納蝴蝶蘭等，對未來種質(zhì)創(chuàng)新和品種選育具有重要價值。鼓槌石斛、梳唇石斛等藥用植物，為含天然成分面膜化妝品、食品提味添加劑的開發(fā)儲備了資源?！焙慰≌f。
種子資源的研究之路
2017年，依托種質(zhì)資源庫建設(shè)的“國家重要野生植物種質(zhì)資源共享服務(wù)平臺”正式被科技部、財政部列入我國首批28個國家科技資源共享服務(wù)平臺之一。2年后，這一平臺更名為“國家重要野生植物種質(zhì)資源庫”，成為我國30個國家生物種質(zhì)與實驗材料資源庫之一。
中國西南野生生物種質(zhì)資源庫。 圖片來源于中國科學(xué)院昆明植物研究所
“除收集和保護我國的生物戰(zhàn)略資源，種質(zhì)資源庫正建設(shè)成為一個重要的研究和資源開發(fā)平臺?！狈N質(zhì)資源庫主任李德銖介紹說，10多年來，種質(zhì)資源庫科研人員以國家戰(zhàn)略生物資源的需求和學(xué)科發(fā)展前沿為導(dǎo)向，對植物進化、環(huán)境適應(yīng)和種質(zhì)資源保護利用相關(guān)的科學(xué)問題進行了不懈探索。
在DNA條形碼技術(shù)的研究和應(yīng)用成為全球性生物學(xué)及其相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點背景下，率先啟動并引領(lǐng)中國野生植物DNA條形碼研究，建成作為智能植物志核心新元素的DNA條形碼庫，實現(xiàn)更便捷、更準(zhǔn)確識別植物，推動植物分類學(xué)新發(fā)展。
領(lǐng)銜完成了茶樹基因組計劃，以科技為支撐，確立了中國特別是云南在世界茶業(yè)的領(lǐng)先地位。
在國際上首次構(gòu)建了多達8個水稻及其近緣物種的比較與進化基因組學(xué)研究框架，為我國和世界水稻科研人員高效發(fā)掘與利用野生稻種質(zhì)資源奠定堅實的基礎(chǔ)。
隨著入庫種質(zhì)資源的增加和一項項科研成果的取得，種質(zhì)資源庫正為我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和生命科學(xué)的研究源源不斷地提供所需的種質(zhì)資源材料及相關(guān)信息和人才。
中國西南野生生物種質(zhì)資源庫。 圖片來源于中國科學(xué)院昆明植物研究所
多年來，種質(zhì)資源庫累計服務(wù)用戶單位321個，服務(wù)用戶2437人次，向124家機構(gòu)分發(fā)共享13179份、共522475粒植物種子。2020年底，依托種質(zhì)資源庫建設(shè)的“國家重要野生植物種質(zhì)資源庫”聯(lián)合全國10個科教機構(gòu)的資源庫，實現(xiàn)儲存入庫的資源規(guī)模達1.3萬種12萬余份。
“對物種進行收集保存，工作雖然基礎(chǔ)，過程也很辛苦，但能在這些物種消失之前就將它們保存起來，使它們有可能被人們進一步發(fā)掘利用，這是一件非常值得做而且也很有意義的事情?！崩畹裸徴f。
云南網(wǎng)記者 季征
