水稻等重要作物種子的保存與管理體系探究

孔憲琴 張小惠 李春生 張克勤 胡光連

（1中國(guó)水稻研究所，杭州310006；2浙江國(guó)稻高科技種業(yè)有限公司，杭州311400）

隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，人們的生活水平逐漸提高，但與此同時(shí)，人類的活動(dòng)使大氣、土地、淡水等各種資源均遭到了不同程度的污染，農(nóng)業(yè)資源也遭到嚴(yán)重的破壞和侵蝕。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和良種的大面積推廣使得許多作物的大量地方品種被淘汰，作物品種失去多樣性，常見(jiàn)作物例如水稻、大豆、小麥等的野生種或近緣野生植物已很難在農(nóng)田見(jiàn)到。如何有效保護(hù)這些珍貴的作物資源已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急[1-2]。

1 種子保存的重要性與必要性

1.1 種子保存的重要性

種質(zhì)資源是在不同的生態(tài)環(huán)境下經(jīng)過(guò)上千年的繁衍而形成的，蘊(yùn)含著豐富的潛在可利用基因，是一筆寶貴的財(cái)富，其中，農(nóng)作物種質(zhì)資源更是人類生存、繁衍和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。

為防止全球物種迅速縮減而造成物種滅絕，挪威人在挪威的斯瓦爾巴特群島建立了一個(gè)國(guó)際種子庫(kù)，該種子庫(kù)位于北極圈以內(nèi)的北冰洋上，因其設(shè)備先進(jìn)、位置偏僻、人跡罕至，建設(shè)者將其稱為“地球上最安全的諾亞方舟”，約1億粒世界各地的農(nóng)作物種子被保存在-18℃的冷庫(kù)中，永久凍土層為種子貯存提供了得天獨(dú)厚的條件。只有當(dāng)人類遇到小行星撞擊、核戰(zhàn)爭(zhēng)、海平面上升、氣候巨變等末日危機(jī)且外界無(wú)其他種子可用時(shí)才能打開(kāi)這個(gè)種子庫(kù)。用相關(guān)負(fù)責(zé)人的話來(lái)說(shuō)：“即使發(fā)生最壞的事，它也能讓人類在地球上重新建立農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。”因此也被稱為“末日穹頂”。由此可以說(shuō)明，作物種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本、最重要的生產(chǎn)資料，種子保存是保護(hù)大量物種最有效可行的方法，對(duì)于全人類的生存繁衍具有重要意義。

1.2 種子保存的必要性

運(yùn)營(yíng)管理“末日穹頂”的全球作物多樣性信托基金負(fù)責(zé)人MariaHaga說(shuō)：“從1950年至今，中國(guó)滅絕了90%的大米作物，美國(guó)滅絕了90%的果蔬作物。那些我們已經(jīng)失去的，沒(méi)辦法再追回，種子庫(kù)的目的，就是盡可能地保存更多的種子，利用已有的種子來(lái)保護(hù)人類的現(xiàn)在和未來(lái)。”

由于長(zhǎng)期的遺傳改良和馴化，現(xiàn)今許多優(yōu)良品種都面臨遺傳背景單一的問(wèn)題，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，許多作物的骨干品種種質(zhì)基礎(chǔ)日漸狹窄，遺傳脆弱性以及突發(fā)毀滅性病害的隱患日趨嚴(yán)重，迫切需要從地方品種或野生近緣種引進(jìn)新的有利的等位基因。然而，由于良種的推廣、農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，許多地方品種及野生近緣種已被逐漸淘汰，再加上病蟲(chóng)的天敵數(shù)量銳減導(dǎo)致作物病蟲(chóng)害日益加重，以及難以避免的外來(lái)種侵蝕，我們?cè)诓恢挥X(jué)中失去了許多作物品種，種子保存的必要性顯而易見(jiàn)[2-3]。

1.3 種子保存的意義

1.3.1 提高作物質(zhì)量，保證品質(zhì)

作物品種的優(yōu)良程度在影響產(chǎn)量的諸多因素中所起的作用占1/3，而良種的培育離不開(kāi)種質(zhì)資源，充足的種質(zhì)資源是提高作物質(zhì)量的源頭和關(guān)鍵，對(duì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)都起著決定性作用。因此，收集并保存優(yōu)質(zhì)的種質(zhì)資源，挖掘并利用其豐富的基因資源，有利于品種的進(jìn)一步改良，從而提高作物質(zhì)量[4]。

1.3.2 選育作物新品種

培育新品種時(shí)，優(yōu)良基因的來(lái)源主要是現(xiàn)有的品種資源，也就是說(shuō)種質(zhì)資源是選育新品種、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。與直接從種質(zhì)庫(kù)中獲得優(yōu)良基因相比，自然突變和人工誘變產(chǎn)生新品種的概率小得多且具有不定向性，多為隱性突變或有害突變。因此，要在選育新品種上取得突破性進(jìn)展，必須充分研究利用關(guān)鍵性品種資源。土生土長(zhǎng)的地方種和野生近緣植物是長(zhǎng)期自然選擇和人工選擇的產(chǎn)物，能抵御自然災(zāi)害，擁有栽培種不具有的優(yōu)良性狀，保存并研究這些野生資源，可對(duì)比發(fā)現(xiàn)特異基因，用以研發(fā)和培育新品種[4]。

1.3.3 保護(hù)瀕危作物資源

對(duì)瀕危的作物品種進(jìn)行調(diào)查，探究瀕危的原因，研究具有針對(duì)性的繁育保存技術(shù)，收集并保存該作物的種質(zhì)資源，這對(duì)保護(hù)作物品種多樣性具有重要意義。

1.3.4 保護(hù)生態(tài)環(huán)境和自然資源，維持生物多樣性

隨著人口的迅速增長(zhǎng)，毀林開(kāi)荒的現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，大量森林草地資源遭到破壞，土地沙化嚴(yán)重。因此，進(jìn)行作物資源的保存、研究和利用，提高作物產(chǎn)量，有利于保護(hù)自然資源和生態(tài)環(huán)境。

生物多樣性的保護(hù)一直是國(guó)內(nèi)外關(guān)注的熱點(diǎn)，而農(nóng)作物種質(zhì)資源是其重要組成部分，它不僅是作物資源評(píng)價(jià)、保存和利用的基礎(chǔ)，同時(shí)也是引種栽培、野生撫育的前提。加強(qiáng)種質(zhì)資源的收集、保護(hù)和評(píng)價(jià)，研究各種農(nóng)作物適宜的生長(zhǎng)環(huán)境以及氣候條件，有利于生物種群的協(xié)調(diào)平衡，進(jìn)而達(dá)到維持生物多樣性的目的[5]。

1.3.5 確保資源的可持續(xù)利用

資源的可持續(xù)利用是指充分的、合理的、可再生的、高效的利用，能滿足當(dāng)代與后代的發(fā)展需要。種子的保存和研究，對(duì)推動(dòng)資源的可持續(xù)利用具有重要意義。

1.3.6 解決糧食問(wèn)題，鞏固農(nóng)業(yè)大國(guó)地位

我國(guó)是人口大國(guó)，同時(shí)也是農(nóng)業(yè)大國(guó)，糧食歷來(lái)是國(guó)家長(zhǎng)治久安、人民安居樂(lè)業(yè)的保障，我國(guó)農(nóng)作物資源豐富，享有很高的國(guó)際地位，市場(chǎng)需求廣泛。但是近年來(lái)我國(guó)的糧食問(wèn)題逐漸凸顯，截至2014年5月，我國(guó)的糧食自給率已經(jīng)跌至87%，全部農(nóng)產(chǎn)品的自給率在70%左右，而剩下的30%則需要依賴進(jìn)口補(bǔ)充，長(zhǎng)此以往，必將受制于人?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的機(jī)械化操作、化學(xué)肥料的大量使用、大規(guī)模的單一栽培都導(dǎo)致了土壤退化、地力下降，再加上由于我國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展，城市迅速擴(kuò)張，農(nóng)村務(wù)農(nóng)人口銳減，土地拋荒、耕地面積不斷減少。因此，加強(qiáng)種子的保存、研究和利用，已成為我國(guó)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略的重要構(gòu)成部分，是我國(guó)從農(nóng)業(yè)大國(guó)向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵，對(duì)我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用[3]。

2 現(xiàn)存國(guó)內(nèi)外的種子保存狀況

作物種質(zhì)資源的保存工作涉及面很廣，包括種子的收集、鑒定、編目、繁種更新等基礎(chǔ)性工作以及基因發(fā)掘、種質(zhì)創(chuàng)新等應(yīng)用性研究。種質(zhì)保護(hù)工作者依據(jù)作物繁殖方式等生物特性，實(shí)行種質(zhì)資源原生境保存與非原生境保存相結(jié)合、補(bǔ)充的立體保存策略。原生境保存，即在植物原來(lái)的生態(tài)環(huán)境中設(shè)立保護(hù)區(qū)或保護(hù)地，使重要作物的野生種以及野生近緣植物就地自我繁殖從而達(dá)到保存種質(zhì)的目的；非原生境保存是指將種質(zhì)保存在該植物原生地以外的地方，包括將種子保存在低溫種質(zhì)庫(kù)、將植株保存在種質(zhì)圃、將組織培養(yǎng)物保存在試管苗種質(zhì)庫(kù)等方式[6-7]。

2.1 國(guó)內(nèi)種子保存現(xiàn)狀

隨著農(nóng)民對(duì)良種、栽培種的高度依賴，很多作物的地方品種迅速減少，以大豆為例，我國(guó)傳統(tǒng)種植的15 000多種大豆品種中已有90%被棄種，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)農(nóng)作物品種的數(shù)量正以每年15%的速度消失[7]。

為了保護(hù)這些珍貴的資源，我國(guó)采取了一系列政策措施。1989年國(guó)務(wù)院頒布了《中華人民共和國(guó)種子管理?xiàng)l例》，1996年開(kāi)始實(shí)施“種子工程”，2000年《中華人民共和國(guó)種子法》頒布并實(shí)施，2011年國(guó)務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》，2013年印發(fā)了《關(guān)于深化種業(yè)體制改革提高創(chuàng)新能力的意見(jiàn)》，明確了農(nóng)作物種業(yè)作為國(guó)家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè)的地位，提出促進(jìn)現(xiàn)代種業(yè)持續(xù)發(fā)展、建設(shè)種業(yè)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)幾十年的努力，我國(guó)作物種質(zhì)保存的基礎(chǔ)性工作已經(jīng)卓有成效，建立起了一套科學(xué)的種子保存與管理系統(tǒng)，對(duì)其重視程度也達(dá)到了前所未有的高度[7-8]。

目前，我國(guó)已建有長(zhǎng)期庫(kù)（即國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)）1座和中期庫(kù)40余座，保存農(nóng)作物種質(zhì)資源50多萬(wàn)份，保存總量居世界第2，為我國(guó)作物的生產(chǎn)和育種提供了雄厚的基礎(chǔ)。長(zhǎng)期庫(kù)的主要功能是負(fù)責(zé)全國(guó)作物種質(zhì)資源的長(zhǎng)期保存，而中期庫(kù)負(fù)責(zé)種質(zhì)資源的收集、編目、中期保存、評(píng)價(jià)整理、繁種更新以及分發(fā)利用，同時(shí)向國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)提供新的種質(zhì)。除此之外，還有國(guó)家復(fù)份種質(zhì)庫(kù)負(fù)責(zé)長(zhǎng)期種質(zhì)庫(kù)種質(zhì)資源的備份安全。在技術(shù)與管理層面，我國(guó)已建立科學(xué)的種子入庫(kù)前處理技術(shù)與入庫(kù)貯存管理標(biāo)準(zhǔn)，還研究出了65種難發(fā)芽種子的生活力測(cè)定方法，為種子的順利入庫(kù)以及安全監(jiān)測(cè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持[2，9]。

2．1．1 國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)

國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)于1986年10月建成，簡(jiǎn)稱國(guó)家種質(zhì)庫(kù)，是全國(guó)作物種質(zhì)資源保存、研究中心，主要功能是負(fù)責(zé)全國(guó)作物種質(zhì)資源的長(zhǎng)期保存以及糧食作物種質(zhì)資源的中期保存與分發(fā)。該庫(kù)的總建筑面積為3 200 m2，由試驗(yàn)區(qū)、種子入庫(kù)前處理操作區(qū)、貯藏區(qū)3部分構(gòu)成，總貯藏面積為300 m2，可容納種質(zhì)40余萬(wàn)份。種質(zhì)貯藏條件為：溫度－18℃±1℃，相對(duì)濕度＜50%。種子入庫(kù)前，先要對(duì)種子進(jìn)行清洗、生活力檢測(cè)、干燥脫水等保存前處理，然后密封包裝存入冷庫(kù)，入庫(kù)保存種子的初始發(fā)芽率一般要求在85%以上，種子需干燥至含水量5%～7%，大豆8%。理論上，一般作物種子在上述貯藏條件下壽命可延長(zhǎng)到50年以上。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)保存的種質(zhì)資源種類豐富，隸屬于35科192屬712種，這些種質(zhì)的80%是從國(guó)內(nèi)收集的，較大一部分屬于我國(guó)特有的，其中國(guó)內(nèi)地方品種資源占60%，稀有、珍稀以及野生近緣植物占10%左右。另外，通過(guò)國(guó)外的考察收集，也引進(jìn)了不少外來(lái)作物品種，增加了我國(guó)的種質(zhì)資源儲(chǔ)備，進(jìn)一步豐富了庫(kù)存種質(zhì)資源的遺傳多樣性[10]。

2．1．2 中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)

中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)于2009年建成并投入運(yùn)行，預(yù)計(jì)將在2020年保存1．9萬(wàn)種19萬(wàn)份野生生物種質(zhì)資源。該庫(kù)是我國(guó)第一座國(guó)家級(jí)野生生物種質(zhì)資源庫(kù)，貯藏設(shè)施和能力達(dá)到世界一流水平，是世界上2個(gè)按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建立的種質(zhì)資源貯存設(shè)施之一，有其不可替代性，被稱為中國(guó)的“諾亞方舟”，是我國(guó)種質(zhì)資源保存的重大飛躍，為我國(guó)的生態(tài)安全以及農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)支撐，對(duì)我國(guó)戰(zhàn)略性生物資源以及生物多樣性的保護(hù)起了不可或缺的推動(dòng)作用。

2.2 國(guó)外的種子保存現(xiàn)狀

對(duì)于種質(zhì)資源的保存，相較于國(guó)內(nèi)，部分西方國(guó)家走在更前面。早在1946年，美國(guó)已建立國(guó)家植物種質(zhì)系統(tǒng)，并于1958年率先建造了世界上第一座國(guó)家級(jí)現(xiàn)代化低溫種質(zhì)庫(kù)，大大延長(zhǎng)了種子的貯藏壽命。1997年英國(guó)啟動(dòng)了千年種質(zhì)庫(kù)項(xiàng)目，想要保護(hù)世界上10%的野生植物免于滅絕。2008年挪威修建了“世界末日種子庫(kù)”，被稱為“地球上最安全的諾亞方舟”。目前，美國(guó)、英國(guó)、挪威、日本、巴西、印度、意大利等國(guó)家均已建立了較完善的種質(zhì)資源保存與管理體系，截至2010年，全世界有約1 750座種質(zhì)資源庫(kù)，共保存各種種質(zhì)資源約740萬(wàn)份。

3 對(duì)水稻保存現(xiàn)狀的調(diào)研

水稻為禾本科稻屬一年生單子葉植物，是稻屬中作為糧食的最主要、最悠久的一種，原產(chǎn)于中國(guó)，是主要糧食作物之一，世界上近一半的人口以之為食。中國(guó)水稻播種面積占全國(guó)糧食播種面積的1/4，而產(chǎn)量則占一半以上。作為直接經(jīng)濟(jì)作物，水稻在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上發(fā)揮著重要作用。我國(guó)地區(qū)遼闊，水稻主產(chǎn)區(qū)為東北地區(qū)、長(zhǎng)江流域、珠江流域，從北到南跨越了寒溫帶、中溫帶、暖溫帶、亞熱帶和熱帶[11]，廣泛的地域性、復(fù)雜的生態(tài)性使得稻作生產(chǎn)面臨著各種威脅，如病蟲(chóng)害、低溫、干旱等生物或非生物脅迫的影響。因此，我們需要遺傳背景不同、具有良好的病蟲(chóng)害抗性以及廣泛適應(yīng)性的高產(chǎn)水稻品種。

一直以來(lái)，育種家使用不同的方法對(duì)水稻的產(chǎn)量、品質(zhì)、適應(yīng)性等方面進(jìn)行品種選育，其研究過(guò)程貫穿著整個(gè)稻作發(fā)展史，也取得了不小的成就。栽培稻在品質(zhì)和產(chǎn)量上都有了很大的提高，但是由于育種方法以及配種骨干親本的局限性，再加上長(zhǎng)期的人工馴化和選擇，栽培稻的遺傳背景日趨單一，不僅使水稻產(chǎn)量難以再度提高，甚至存在突發(fā)毀滅性病害的隱患。因此，進(jìn)行栽培稻遺傳改良、擴(kuò)大可利用的基因資源已成為水稻育種過(guò)程中亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，而這些都需要充足的水稻種質(zhì)資源作為后盾[12]。

水稻種質(zhì)資源包括了栽培稻、野生稻等各種類型，野生稻是栽培稻的野生近緣種，由于長(zhǎng)期處于野生狀態(tài)，歷經(jīng)各種逆境的考驗(yàn)，蘊(yùn)藏著許多栽培稻不具有或已經(jīng)消失的優(yōu)異的基因資源，已鑒定出的優(yōu)良性狀多達(dá)20余種，如抗稻癭蚊、抗褐飛虱、抗稻瘟病、抗白葉枯病、抗寒、抗旱、高蛋白質(zhì)含量等，且其遺傳多樣性遠(yuǎn)高于栽培稻[13－16]。

目前世界上共有約20個(gè)野生稻種，其中我國(guó)有3種，分別是普通野生稻、藥用野生稻和疣粒野生稻[19]。對(duì)這些種質(zhì)資源加以收集、保存及研究，是維持稻作生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的基本保障和前提，若能妥善保存，這些資源必將成為子孫后代的寶貴財(cái)富。

3.1 水稻長(zhǎng)期庫(kù)保存

國(guó)內(nèi)水稻的長(zhǎng)期保存同樣依賴于國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)，在溫度－18℃、相對(duì)濕度＜50%的條件下，用馬口鐵盒密封包裝，貯藏期限為50～100年。除此之外，長(zhǎng)期庫(kù)入庫(kù)保存對(duì)種質(zhì)的基本要求較為嚴(yán)格，入庫(kù)時(shí)需提供該種質(zhì)材料的信息資料，例如學(xué)名、品種名稱、原產(chǎn)地、繁育條件等，且每份材料需提供一定數(shù)量的種子，一般情況下3 000～5 000粒，最低不能少于 1 500粒，種子要求是當(dāng)季新收獲的且無(wú)明顯病蟲(chóng)損壞，發(fā)芽率高于85%[9]。長(zhǎng)期庫(kù)的任務(wù)是長(zhǎng)期貯存，因此一般情況下不對(duì)外供種，只有當(dāng)中期庫(kù)或供種單位無(wú)法找到所需種質(zhì)材料時(shí)，才能動(dòng)用保存在長(zhǎng)期庫(kù)中的種質(zhì)[2，4]。

另外，國(guó)外的一些公立機(jī)構(gòu)對(duì)水稻種質(zhì)的長(zhǎng)期貯存做出了貢獻(xiàn)，例如國(guó)際水稻研究所。國(guó)際水稻研究所于1962年在菲律賓建立，是目前亞洲最大也是歷史最悠久的國(guó)際農(nóng)業(yè)科研機(jī)構(gòu)，其宗旨是調(diào)集各國(guó)科學(xué)家?guī)椭鉀Q水稻生產(chǎn)中的問(wèn)題，搜索、保存全世界水稻品種資源，并無(wú)償向全世界傳播。目前，國(guó)際水稻研究所已經(jīng)建立了較為完善的水稻遺傳資源保護(hù)系統(tǒng)，保存有10多萬(wàn)份品種資源，包括了世界上主要的農(nóng)家品種及野生稻種，并建立了國(guó)際水稻基因庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了水稻種質(zhì)資源的共享與有效利用，保護(hù)了水稻遺傳多樣性[18]。

3.2 水稻中期庫(kù)、短期庫(kù)保存

國(guó)家水稻種質(zhì)中期庫(kù)建于中國(guó)水稻研究所，該所于1981年在杭州建立，是一個(gè)將水稻作為主要研究對(duì)象的綜合性研究機(jī)構(gòu)，其主要任務(wù)是水稻種質(zhì)資源的收集、保存以及評(píng)價(jià)和利用，提高稻米的產(chǎn)量和品質(zhì)，組織全國(guó)水稻重點(diǎn)科技項(xiàng)目以及綜合發(fā)展研究，開(kāi)展國(guó)內(nèi)外水稻生產(chǎn)技術(shù)交流、人員培訓(xùn)以及合作研究[19]。

國(guó)家水稻種質(zhì)中期庫(kù)于1991年正式啟用，總庫(kù)容量為100萬(wàn)份，保存溫度－1℃，相對(duì)濕度＜50%，可使水稻種子的活力保持20年以上。包括中期庫(kù)Ⅰ、中期庫(kù)Ⅱ和短期庫(kù)共3個(gè)功能庫(kù)，以及其他配套設(shè)施如種子收發(fā)作業(yè)室、發(fā)芽室、干燥包裝室等。中期庫(kù)的主要功能是種質(zhì)分發(fā)、研究、評(píng)價(jià)及鑒定，入庫(kù)前種子需進(jìn)行接納登記、查重去重、活力測(cè)定、含水量檢測(cè)、干燥包裝等處理操作[20]。國(guó)家水稻中期庫(kù)承擔(dān)了全國(guó)水稻種質(zhì)資源的分發(fā)與共享工作，平均每年為30個(gè)科研單位提供水稻種質(zhì)1 500份以上[21]。

短期庫(kù)的主要功能是短期或臨時(shí)保存待評(píng)價(jià)鑒定的新收集的種質(zhì)資源，庫(kù)溫在10℃～15℃，相對(duì)濕度在50%～60%，一般可保存3～5年，若要延長(zhǎng)保存時(shí)間，則需每隔幾年對(duì)現(xiàn)有種子進(jìn)行繁種并進(jìn)行提純復(fù)壯，從而達(dá)到保存種質(zhì)的效果[4，22]。

4 問(wèn)題與展望

種質(zhì)資源保存是一項(xiàng)技術(shù)要求高、“功在當(dāng)代，利在千秋”的長(zhǎng)期性和公益性工作，需要投入巨大的人力和物力，雖然經(jīng)過(guò)幾十年的努力，種質(zhì)保存工作已卓有成效，但是在許多方面仍存在不少問(wèn)題亟待改進(jìn)，如貯存于現(xiàn)代化低溫種質(zhì)庫(kù)中的種子，雖然其貯藏壽命理論上能被大大延長(zhǎng)，但是生活力檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有少量種質(zhì)貯存不到20年生活力就開(kāi)始下降。更有研究表明，部分種質(zhì)在貯存期間喪失了生活力或更新后發(fā)生了遺傳漂變。由于物種或品種間壽命的差異以及入庫(kù)前所受損傷等不可知因素，再加上種子老化、遺傳變異等機(jī)制尚不十分清楚，難以預(yù)測(cè)或控制種質(zhì)庫(kù)中幾十萬(wàn)份種子的生活力和遺傳完整性。因此，隨著貯存種子數(shù)量的增加、貯存時(shí)間的延長(zhǎng)，種質(zhì)貯存問(wèn)題會(huì)更加突出[2]。因此，為了更好、更高效地保存種質(zhì)，在未來(lái)的工作中需做好以下幾個(gè)方面。

4.1 重視種子入庫(kù)前的各個(gè)環(huán)節(jié)

研究發(fā)現(xiàn)，種子在生育期、成熟期、收獲期的惡劣天氣或收獲后曬干、脫粒以及運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)受到的損傷均會(huì)對(duì)種子貯存過(guò)程中生活力的下降速率造成影響。因此，為最大程度地延長(zhǎng)種質(zhì)保存壽命，應(yīng)從繁種環(huán)節(jié)開(kāi)始，在發(fā)育期、收獲期以及保存前處理期都把好質(zhì)量關(guān)，控制種子的含水量和初始質(zhì)量，使種子始終處于最適宜的環(huán)境條件下[9，13]。

4.2 探究種質(zhì)的最佳含水量

有些種質(zhì)庫(kù)采用超干貯存（含水量＜5%）的方式，將種子密閉貯藏在常溫條件下，來(lái)達(dá)到部分或全部代替低溫庫(kù)的目的。然而有研究表明，不同的作物種子在相同條件下有不同的最佳含水量臨界范圍，高于或低于該范圍均會(huì)縮短種子的貯存壽命。因此，從某種意義上來(lái)說(shuō)，超干貯存的方式并不科學(xué)，從實(shí)際應(yīng)用的角度出發(fā)，研究各作物在一定條件下的最佳含水量是十分必要的，這對(duì)種質(zhì)保存具有非常重要的指導(dǎo)意義。

4.3 區(qū)別對(duì)待不同品種，加強(qiáng)種質(zhì)監(jiān)測(cè)

明確各個(gè)物種中貯存壽命相對(duì)較長(zhǎng)和較短的品種，并在保存工作過(guò)程中進(jìn)行區(qū)別對(duì)待，對(duì)于貯存壽命相對(duì)較長(zhǎng)的品種類型，可以適當(dāng)延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔，而對(duì)于貯存壽命較短、不耐藏的，以及生活力已出現(xiàn)明顯下降的種子，應(yīng)將其作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象，縮短監(jiān)測(cè)的時(shí)間間隔，且監(jiān)測(cè)應(yīng)逐份進(jìn)行，不宜采用抽測(cè)。另外，應(yīng)加強(qiáng)貯存種質(zhì)遺傳變化以及生活力監(jiān)測(cè)技術(shù)改進(jìn)的研究[9，13]。

4.4 確定適宜的種質(zhì)更新標(biāo)準(zhǔn)

貯存的種子衰老速度并非保持不變，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，種子在老化初期具有一個(gè)平臺(tái)期，此時(shí)種子的發(fā)芽率下降速率緩慢，幾乎保持不變，而后下降速率突然加快，即在較短時(shí)間內(nèi)，種子的生活力顯著下降。而當(dāng)發(fā)芽率下降至一定程度時(shí)，種子衰老的速率反而再次降低。也就是說(shuō)，種子的衰老速度總體呈現(xiàn)出“慢—快—慢”的變化趨勢(shì)，種子生活力下降速度突然加快的點(diǎn)被稱為種子的衰老閾值[13，22]。貯存種子時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行發(fā)芽率監(jiān)測(cè)，在其活力下降至衰老閾值前進(jìn)行種質(zhì)更新。

4.5 探索新的貯存方式

為了更高效地進(jìn)行種質(zhì)資源的貯存，要加大研究工作力度，發(fā)掘新的種質(zhì)貯存手段。目前，超低溫貯存受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注，通常指將種子貯存在低于-80℃的條件下，主要是液氮（-196℃）或液氮蒸氣。理論上來(lái)說(shuō)，在這種條件下，生物材料的生理代謝活動(dòng)幾乎停止，能有效降低甚至抑制基因突變，從而保持種質(zhì)的遺傳穩(wěn)定性[2]。超低溫貯存為種質(zhì)資源的保護(hù)提供了新的思路，被認(rèn)為是種質(zhì)長(zhǎng)期保存的理想方式。

4.6 建立穩(wěn)定的科研隊(duì)伍

種質(zhì)資源的保護(hù)責(zé)任重大、工作繁重、任務(wù)艱巨且技術(shù)要求高，低溫庫(kù)種質(zhì)安全保存的理論與技術(shù)研究較為迫切，包括種子生活力監(jiān)測(cè)技術(shù)、遺傳完整性測(cè)定技術(shù)、最佳繁殖技術(shù)等，而這些研究都離不開(kāi)長(zhǎng)期穩(wěn)定的科研隊(duì)伍。除此之外，國(guó)家應(yīng)將種質(zhì)保護(hù)作為一項(xiàng)長(zhǎng)期的科研任務(wù)，每年投入固定的科研經(jīng)費(fèi)，持久穩(wěn)定的進(jìn)行種質(zhì)資源的收集、保存、鑒定、評(píng)價(jià)等工作[2，23]。