中國西南野生生物種質(zhì)資源庫：為生物物種打造“諾亞方舟”

高雅麗 楊梅

中國西南野生生物種質(zhì)資源庫依托中科院昆明植物研究所建設(shè)，是我國唯一的國家級野生生物種質(zhì)資源庫，也是世界上兩個按國際標(biāo)準(zhǔn)建立的野生生物種質(zhì)資源保藏設(shè)施之一，被稱為中國野生生物種質(zhì)資源的“諾亞方舟”，同時它還是我國重要的科學(xué)研究基地和科學(xué)培圳基地。

在不久前舉辦的全國科技活動周暨北京科技周活動主場科技創(chuàng)新成果展上，有一朵會發(fā)光的“大花”吸引了不少觀眾駐足欣賞。這朵神奇的花由1500根種子亞克力桿組成，而這些種子全部來源于中國西南野生生物種質(zhì)資源庫。

為植物種子提供一個家

遍布地球的植物是生命蓬勃的象征，這其中種類最多、分布最廣泛的就是種子植物—植物界的最高等類群。

種子是裸子植物和被子植物特有的繁殖和散布單元，也是種子植物生命的起點(diǎn)。在當(dāng)今生物多樣性受到嚴(yán)重威脅的情況下，種子資源的保護(hù)和利用顯得尤為重要。

中國科學(xué)院昆明植物研究所正高級工程師杜燕介紹說：“采集后種子的后續(xù)處理非常重要，需要經(jīng)過登記、干燥、清理、質(zhì)量檢測等八個環(huán)節(jié)的處理，種子才能最終安穩(wěn)地住到冷庫這個‘家里。”

什么樣的種子有資格入住這個“家”呢？“我們遵循‘3E原則，即珍稀瀕危種、特有種和具有重要經(jīng)濟(jì)價值的植物種子具有優(yōu)先入住權(quán)。”杜燕說。

種子采集回來后，首先要進(jìn)行登記，其采集的時間，地點(diǎn)，經(jīng)緯度，種子的最初質(zhì)量、數(shù)量和包裝情況等信息都將被錄入數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行建檔和管理。

隨后，管理人員將對這些種子進(jìn)行初步的干燥。“剛采的種子含水量較高，如果得不到及時有效的干燥，種子就易老化，活力會很快下降，有的種子還會很快就萌發(fā)。”杜燕表示。

干燥一段時間后，種子就可以進(jìn)行清理了，不同類型和大小的種子需采用不同的方法清理出來，最終才能得到飽滿而純凈的種子。

清理結(jié)束后，管理人員會取樣進(jìn)行X光檢測，以評估種子的清理質(zhì)量。很小的種子則需在顯微鏡下檢測。

通過質(zhì)量檢測的種子，就可以進(jìn)行計數(shù)了。這樣管理員才能清楚地知道每一份種子的數(shù)量，并制定合理的使用策略，在保藏的同時促進(jìn)它們的開發(fā)和利用。

再經(jīng)過一次主要的干燥后，種子就可以最終進(jìn)入-20℃的地下冷庫保藏了。杜燕說：“種子入庫前必須進(jìn)行干燥，不然它會因?yàn)楹^多，內(nèi)部形成冰晶而死亡。此外，它們需放置到特制的密封玻璃瓶里才能很好地得到保存，瓶里同時還需放上具有指示作用的變色硅膠，這樣玻璃瓶一旦漏氣我們就可以及時發(fā)現(xiàn)。”

每隔5～10年，工作人員都將對種子進(jìn)行一次萌發(fā)檢測，了解種子的活力變化情況。“如果種子活力下降到75%，我們會把它取出在溫室進(jìn)行繁育或再到野外進(jìn)行重新采集，以更新庫存種子。”杜燕說。

截止到2017年底，中國西南野生生物種質(zhì)資源庫已收集保存了我國野生植物種子229科1990屬9837種74738份，占到中國種子植物種數(shù)的33.6%。

中國西南野生生物種質(zhì)資源庫是中國的，也是世界的。通過與英國皇家植物園邱園、國際混農(nóng)林業(yè)中心等合作，其現(xiàn)已收集保藏了世界上45個國家的1197份重要植物種子，為全球植物多樣性保護(hù)作出了重要貢獻(xiàn)。

上海世博會的“種子圣殿”

2010年上海世博會英國館由托馬斯·赫斯維克設(shè)計，它摘攬了國際展覽局的場館設(shè)計金獎，還榮獲了英國皇家建筑師學(xué)會的國家建筑“萊伯金”獎。然而這朵綻放的“蒲公英”背后，小小的種子也體現(xiàn)了其不可或缺的重要地位。

托馬斯·赫斯維克在設(shè)計的時候，為了在展館內(nèi)體現(xiàn)并歌頌自然力量與魅力，靈機(jī)一動，提出將種子嵌入亞克力桿的末端。

“世界上沒有一種東西比種子更具有潛力。”他認(rèn)為種子寓意著生命、希望和未來。設(shè)計團(tuán)隊原打算全球收集種子，但卻無法及時運(yùn)抵中國，于是英國邱園向他的中國合作伙伴中國西南野生生物種質(zhì)資源庫尋求幫助。

隨后，中國西南野生生物種質(zhì)資源庫提供了來自900種野生和人工培育的物種（不含瀕危物種）的260428顆種子。杜燕說：“我們當(dāng)時收集包裝并識別了所有種子，要考慮到大小、形狀等問題，這個工作持續(xù)了幾個月。”

驚艷世界的“種子圣殿”的主體部分就這樣誕生了，其外形就如同一朵巨大的蒲公英，6萬根蘊(yùn)含著植物種子的觸須在陽光的照射下晶瑩剔透，隨風(fēng)搖擺，遠(yuǎn)遠(yuǎn)看過去整座建筑就好像要騰飛一般。到了晚上，觸須下的超微LED燈亮起來后，整座建筑則更加光彩奪目。

據(jù)了解，26萬顆種子中也包括了水稻、小麥、玉米、八角，還有油料、咖啡、茶等重要作物種子。用托馬斯·赫斯維克的話說，“細(xì)心收獲和保護(hù)好種子，它將引導(dǎo)我們走向可持續(xù)發(fā)展的未來”。

構(gòu)建新型“智能植物志”

中國西南野生生物種質(zhì)資源庫不僅保存有野生植物種子，還有我國重要野生植物的離體材料和DNA材料、重要動物的細(xì)胞系和重要微生物菌株等遺傳材料，至今它已保存了各類種質(zhì)資源21666種225522份/株/條。

作為亞洲最大的野生生物種質(zhì)資源的“諾亞方舟”，中國西南野生生物種質(zhì)資源庫成為了與英國千年種子庫、挪威斯瓦爾巴全球種子庫等齊名的全球植物多樣性保護(hù)翹楚，在國際生物多樣性保護(hù)行動中占據(jù)著舉足輕重的地位。

另外，中國西南野生生物種質(zhì)資源庫還是我國一個重要的科學(xué)研究基地。通過十年的努力，它已建成智能植物志核心元素—DNA條形碼庫，收錄了我國近萬種重要植物的12萬個DNA條形碼及其物種信息。基于測序技術(shù)快速進(jìn)步和植物學(xué)發(fā)展新要求而提出的、利用基因組大數(shù)據(jù)認(rèn)知植物的iFlora2.0新理念，為植物精準(zhǔn)鑒定、司法鑒定等提供了有力幫助。

同時，中國西南野生生物種質(zhì)資源庫還是我國一個重要的科學(xué)培訓(xùn)基地。十年來，它共舉辦了六期培訓(xùn)班，對云南省各類國家級和省級自然保護(hù)區(qū)的1675人進(jìn)行了生物多樣性保護(hù)理論和種子采集保藏技術(shù)的培訓(xùn)，基本實(shí)現(xiàn)了云南省自然保護(hù)區(qū)培訓(xùn)全覆蓋。“我們還對近萬名中小學(xué)生和大學(xué)生進(jìn)行了精品化培訓(xùn)，為我國生物多樣性保護(hù)工作培養(yǎng)了一支優(yōu)秀的青年隊伍，同時也將環(huán)境保護(hù)意識和生物多樣性保護(hù)意識根植到祖國的花朵—孩子們的心中。”杜燕說。

（本文轉(zhuǎn)自《中國科學(xué)報》）