探秘“種子銀行”

在我國(guó)唯一一座國(guó)家級(jí)野生生物種質(zhì)資源庫(kù)，不少瀕臨滅絕的物種在這里“平安渡劫”后“多世同堂”。據(jù)悉，一粒種子想進(jìn)入“種子銀行”的保險(xiǎn)柜，除要滿足瀕危、特有、有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值外，還得經(jīng)過70多道關(guān)卡。

中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)（簡(jiǎn)稱種質(zhì)資源庫(kù)）是我國(guó)唯一一座國(guó)家級(jí)野生生物種質(zhì)資源庫(kù)，也是世界三大種子庫(kù)之一。這里保存著我國(guó)大量瀕危、珍稀的野生植物種子，不少瀕臨滅絕的物種在這里“平安渡劫”后“多世同堂”。

種質(zhì)資源庫(kù)里存放著哪些國(guó)寶？它對(duì)保護(hù)和恢復(fù)生物多樣性有何作用？

“種子銀行”

我國(guó)是生物多樣性特別豐富的國(guó)家之一。據(jù)初步評(píng)估，我國(guó)高等植物中瀕危和受威脅的種類至少有4000種，占總數(shù)的10%，保護(hù)形勢(shì)十分嚴(yán)峻。著名植物學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士吳征鎰曾感慨：“一個(gè)物種影響一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)，一個(gè)基因關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的興盛?！?/p>

面對(duì)物種的不斷消亡，科學(xué)家將世界上大部分瀕臨滅絕或數(shù)量稀少的野生植物種子收集起來，保存到“種子銀行”。

“種子銀行”里存放的種子，與人們?nèi)粘Ｉ铌P(guān)系密切。以野生稻為例，1970年，袁隆平在海南發(fā)現(xiàn)野生稻雄性不育株。多年后，他用這一野生稻成功培育出雜交水稻，使水稻產(chǎn)量增加近20%。

1995年，中國(guó)科學(xué)院院士洪德元考察發(fā)現(xiàn)，云南野生稻居群分布地僅剩兩個(gè)。如果野生稻滅絕，會(huì)危及全人類的糧食安全。

1999年，吳征鎰提出盡快建立野生生物種質(zhì)資源庫(kù)。種質(zhì)資源也稱遺傳資源，是指包含生物全部遺傳信息、決定生物各種遺傳性狀和特征的資源。這些資源既存在于栽培植物和家養(yǎng)動(dòng)物中，也存在于野生生物的物種中。

2007年，種質(zhì)資源庫(kù)在昆明建成并投入運(yùn)行。如今，已有4種中國(guó)野生稻的種子保存在種質(zhì)資源庫(kù)中。“這些野生稻是現(xiàn)代水稻育種和改良的重要遺傳資源，它們對(duì)維護(hù)人類生存意義重大?！狈N質(zhì)資源庫(kù)主任李德銖說，誰掌握更多的野生種質(zhì)資源，研究得越深，利用得越多，誰就能把握未來。

截至2022年，種質(zhì)資源庫(kù)已保存我國(guó)本土野生植物種子11305種90738份；植物離體培養(yǎng)材料2194種26200份；DNA分子材料8541種69144份；微生物菌株2320種23200份；動(dòng)物種質(zhì)資源2253種80362份，是亞洲最大的野生生物種質(zhì)資源庫(kù)。它與英國(guó)千年種子庫(kù)、挪威斯瓦爾巴全球種子庫(kù)一起，成為全球生物多樣性保護(hù)的領(lǐng)跑者。

種子“闖關(guān)”

一粒種子想進(jìn)入“種子銀行”的保險(xiǎn)柜并非易事，必須得有準(zhǔn)入身份，即滿足瀕危、特有、有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值這三個(gè)特征。其中，特有不光指中國(guó)特有，更指狹域特有。

按照該標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家一二級(jí)珍稀瀕危植物，如喜馬拉雅紅豆杉、巧家五針?biāo)?，中?guó)特有的云南金錢槭、滇桐等被優(yōu)先保存。身份之外，種子進(jìn)入“種子銀行”還得經(jīng)過70多道關(guān)卡，其中最重要的是采集、“體檢”、入庫(kù)三關(guān)。

為保證物種遺傳的多樣性，種子采集員會(huì)在不同生長(zhǎng)點(diǎn)采集同一種植物種子。一般每種植物會(huì)采集保存10000粒種子，最少的也有2500粒。

種質(zhì)資源庫(kù)保藏中心主任蔡杰回憶一次在廣西某地的采集經(jīng)歷：“當(dāng)掛滿果實(shí)的枝條被剪下，大家下意識(shí)用手去接，劇烈的刺痛感頓時(shí)順著手背、胳膊直導(dǎo)心臟。我們用肥皂水洗，甚至用了尿液，都無法緩解疼痛。直到幾天后植物的毒性減弱，刺痛感才慢慢消退?！痹瓉磉@種植物叫火麻樹，是蕁麻家族的一員，其果實(shí)上的刺毛含有毒素金皮肽，會(huì)引發(fā)人體劇痛。

采集回來的種子還不能馬上入庫(kù)，后面還有幾十道的“體檢”關(guān)。在種子清理室，科研人員把種子倒入分離機(jī)，留下飽滿的種子。然后隨機(jī)抽取部分種子照X光，健康情況一目了然。之后，留下的健康種子繼續(xù)被清理、質(zhì)檢、計(jì)數(shù)。

據(jù)了解，最難計(jì)數(shù)的當(dāng)屬蘭科種子，比如虎頭蘭，其一顆種子的大小如同粉塵?！案稍镩g有靜電，蘭科種子會(huì)吸附在稱量?jī)x上，很難取下。為避免損失，我們會(huì)抽取部分稱重，得出平均重量，再通過稱總重估算出種子粒數(shù)?！狈N子管理員秦少發(fā)說。

計(jì)數(shù)后，種子會(huì)被再干燥，在15℃、空氣相對(duì)濕度15%的環(huán)境中被放置1至2個(gè)月，以確保充分干燥。當(dāng)種子含水量降到5%至7%，就能進(jìn)入“休眠期”，基本達(dá)到進(jìn)入冷庫(kù)的要求。

最后，經(jīng)過密閉容器分裝，種子會(huì)進(jìn)入零下20℃的冷庫(kù)。在這里，種子可存活幾十年甚至上千年。

“每隔5年或10年，我們會(huì)抽樣進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，看看種子是否還有活力?！狈N子萌發(fā)管理員楊娟說，萌發(fā)成的小苗不會(huì)被浪費(fèi)，小苗的信息會(huì)被發(fā)布到研究所網(wǎng)站上，植物園和其他科研人員都可以申請(qǐng)使用，比如昆明植物園中不少植物就來自種質(zhì)資源庫(kù)。

種子避難

目前，我國(guó)超過三成的野生植物種子已保存在種質(zhì)資源庫(kù)，包括相當(dāng)比例的珍稀、瀕危、特有物種，種質(zhì)資源庫(kù)成為名副其實(shí)的種子避難所。

“當(dāng)一個(gè)物種遭災(zāi)時(shí)，我們就會(huì)啟用這些保存的種質(zhì)資源，使該物種重生?！崩畹裸徴f。

一個(gè)國(guó)家如果沒有自己的野生種質(zhì)資源庫(kù)，一旦物種在本國(guó)消失，就需要斥巨資向國(guó)外“買回”。

蔡杰舉例說，比如原產(chǎn)我國(guó)的獼猴桃被培育為“奇異果”，成為新西蘭農(nóng)業(yè)的支柱之一；野生月季原產(chǎn)中國(guó)，200多年前傳入歐洲，由國(guó)外專家培育出香水月季，如今我國(guó)花卉市場(chǎng)的香水月季90%依賴進(jìn)口。可喜的是，不斷有海外成員加入種質(zhì)資源庫(kù)。如今，種質(zhì)資源庫(kù)已保存了40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的2000多份重要植物的種子。

據(jù)悉，種質(zhì)資源庫(kù)還建立了一個(gè)由國(guó)內(nèi)數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)、高等院校和自然保護(hù)區(qū)參與的種質(zhì)資源采集保存網(wǎng)絡(luò)，制定了采集規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)采集國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)和珍稀瀕危物種等野生植物物種。為了讓保護(hù)更加精細(xì)，種質(zhì)資源庫(kù)還引入“采集單元”的概念，即在采集種子時(shí)，除了有日期、地點(diǎn)、海拔、土壤類型、環(huán)境、經(jīng)緯度信息外，科研人員還增加了對(duì)DNA材料的收集，為種子建立“DNA身份證”?！斑@為我國(guó)物種的準(zhǔn)確保護(hù)提供了分子遺傳家譜，更為今后的種質(zhì)利用、生態(tài)修復(fù)奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)?！辈探苷f。

談到種質(zhì)資源庫(kù)的技術(shù)提升，蔡杰表示，常規(guī)種子庫(kù)的低溫干燥保存技術(shù)，無法長(zhǎng)期保存我國(guó)一些熱帶亞熱帶樹種，如木蘭、山茶、殼斗、樟科等類群的種子。對(duì)于這部分重要資源，我們還需要新技術(shù)。

未來，種質(zhì)資源庫(kù)將建設(shè)超低溫（液氮）庫(kù)，可將成熟的植物胚性細(xì)胞系、短命種子進(jìn)行長(zhǎng)期保存，以保護(hù)更多物種。

（新華社2023.5.22）