宗禾
電影《流浪地球》里有一個細節,為了人類文明的延續,科學家們在空間站冷藏了1億顆農作物種子,以防備環境的變化導致作物滅絕。這是地球毀滅時,人類文明延續計劃“火種”的一部分。這樣的“種子庫”,在現實生活中真實存在。在我國,專門用來保存種子的地方,叫國家作物種質資源庫,簡稱種質庫。
為什么是“種質庫”,而不是“種子庫”?
種質和種子,一字之差,卻有不同的內涵。
種質,是指具有生命力或者有可再生能力的一種遺傳資源,包括種子、果實,還有植物的營養繁殖器官及離體培養的材料等。
種子,是植物的有性繁殖器官,是種質很重要的一個部分。相比種子,種質資源是一個更廣義的概念。
我國目前最大的種質庫,是位于中國農業科學院的國家作物種質庫,于1986年建成,總面積3299平方米,保存了340種、52萬份作物的種質資源。
在這里,來自全國各地的各種種子被分裝在無數小紙袋中,上面標注著它們的“身份編碼”。這份“種子身份證”能夠輕松識別出它們來自何方、是何種類、有何特殊之處等信息。
什么樣的種子有資格入庫?
廣義上,農業種質資源涵蓋植物、動物和微生物。但科學家會通過精心篩選,挑選出最有價值的遺傳材料和品種進行保存。
種質庫更看重資源的多樣性,并非單純通過“好”“壞”來判斷,只要有不同于其他資源的特點,就可以進行保存。
一個種質資源從采集到入庫,僅前期的研究就需要兩到三年,要把它先種到地里進行觀察,以便鑒定該資源的特性和保護價值。種子經過整理、登記后,要進行7~14天的發芽率實驗,這是種子入庫前的第一道質量關,只有發芽率達到90%以上,才有資格進入保存壽命超過50年的長期庫。
國家作物種質庫發芽室,平均一年發芽3萬份/次種質樣品。接下來,工作人員會對通過發芽率測試的種子進行干燥處理,將它們的含水量控制在5%~7%,以便長時間保存。經過稱重后,種子被分成3~4個包裝,其中一個會被送往青海西寧的種質庫,用于安全備份保存。
這些種質資源攜帶著遺傳信息,珍藏在不同的種質庫中,猶如一個個生命的膠囊,隨時等待著被喚醒。
無種子作物如何保存?
種子會被送進低溫種質庫。這個倉庫分為兩部分,一部分是位于入口處的小適應間,溫度比倉庫外低,但沒有達到零下18℃。入庫或出庫的種質資源,會在這里停留15天左右,適應溫度的變化,然后進入下一步。另一部分就是核心庫,里面遍布四五米高的架子,裝滿了內置種子的小金屬罐。在零下18攝氏度、濕度小于50%的國家種質庫,種子的保存壽命可延長到50年以上。
馬鈴薯、香蕉等作物沒有種子,它們的種質資源以試管苗的方式保存。部分無性繁殖作物和瀕危作物的試管苗,在12℃的無菌庫中可以通過溫度、濕度、光照調節中期保存。超低溫液氮難度系數更高,百合莖尖、馬鈴薯莖尖、芋頭莖尖等放入-196℃的液氮中,理論上可以永久保存。
還有些作物要種在地里保存它們,比如草莓,種的地方叫種質圃。一些動植物會在原產地保護它們,劃定一個區域——原生境保護區。
目前我國還有一座新的種質庫正在建設,地址位于中國農科院內。新庫使用了更多的科技設備,將是一個全自動的智能庫,設計容量為150萬份。屆時,中國的種質資源保存數量將超過美國(近60萬份),位居世界第一。
此外,我國還有10個中期庫,種子在零下4攝氏度的庫中保存10-20年,主要任務是面向社會分發種子。
一粒種子就能富甲一方水土
來自新西蘭的奇異果,大概12元一只,中國土生土長的獼猴桃,大概2元一只。一只奇異果的價格大概是一只獼猴桃的6倍。很多人都曾有疑問:明明它們所屬的國度相隔如此遙遠,為什么它們長這么像?莫不是失散多年的“兄弟”?
沒錯,奇異果、獼猴桃很久以前真的是一家。100多年前,一位新西蘭老師從中國湖北帶走了一粒獼猴桃種子,之后新西蘭用這粒種子培育出味道更好的黃心獼猴桃,也就是奇異果。如今,奇異果不但統治了全球1/3的市場,還返銷中國,價格比國產獼猴桃高出多倍。
而草莓也曾引起韓國和日本之間的爭吵。據日本公開媒體報道,2018年平昌冬奧會上,日本隊員在韓國吃到了一種非常美味的草莓,結果調查發現這種草莓是20年前一個韓國農民從日本帶走的,之后還把品種進行了專利注冊。日本媒體稱僅五年就造成220億日元(約13億人民幣)的經濟損失。
一粒種子就能富甲一方水土,可見種子何等重要。
中國碗裝中國糧,中國糧用中國種
今天在種子行業,國際技術專利已是繞不開的門檻。1930年開始,美國一些農業公司開始發展育種技術,改進出了性能更為優秀,并擁有技術專利的雜交種子,賣給農戶。商業種子開始大行其道,并漸漸壟斷全球各地,影響也滲透到了中國。近年來,70多家國際種業巨頭悄然進入中國市場。中國北方蔬菜基地山東壽光,洋種子壟斷市場的現象曾經非常嚴重。2008年高峰時,洋種子幾乎占據了壽光60%以上的市場,價格也一路飆升。
洋種子侵占中國市場,一定程度上反映了中國在生物育種技術層面,與先進技術確實有差距。一些關鍵技術、原始專利被跨國公司多數掌握,有受制于人的潛在危險,而這也是中國種業卡脖子的關鍵點之一。
好在國家及時發現問題,奮起直追,如今不僅差距逐漸縮小,還走出了有中國特色的發展路線。
2020年12月17日,完成探月任務的嫦娥五號返回地球,帶回的禮物除了月球土壤,還有一批參與太空旅行的作物種子。華南農業大學提供的40克水稻種子就在其中。令人驚喜的是這批種子剛回家不久,有些就已萌芽。 中國是全球最早進行航天育種研究的國家,每次航天發射都會帶種子上太空。帶包種子上去,轉一圈,回來以后有些種子就變得非常好,確實很神奇。
而我們的秘密武器還有很多,海水稻也是其中之一。 “海水稻”也就是耐鹽堿水稻,是指能在沿海灘涂和鹽堿地生長,可以不施肥、不打農藥、不懼海水短期浸泡的水稻品種。中國有15億畝鹽堿地,小小海水稻種子背后是萬億級的產業藍圖。
生物育種方面,我們在海南、甘肅和四川,已經建立了三大國家級種子繁育基地。截至2019年底,我國自主研發的蔬菜品種已經達到69個。目前,我國農作物自主選育品種面積占比超過95%,尤其是水稻、小麥兩大口糧作物品種完全自給。
農業種質資源是保障國家糧食安全與重要農產品供給的戰略性資源,是農業科技原始創新與現代種業發展的物質基礎。人類未來面臨的食物、能源和環境危機的解決都有賴于作物種質資源。作物種質資源越豐富,基因開發潛力越大,生物產業的競爭力就越強。保護種質資源,維護生物多樣性,在人口眾多的中國,顯得尤為重要。
我國種子供給有保障,能有力支撐中國糧食安全。對中國種業來說,要把科技自立自強擺上突出位置,力爭打好種業翻身仗,確保中國碗裝中國糧,中國糧用中國種。
本文綜合自央視三農、央視財經、人民日報、新華網等
編輯??? 沈不言?? 786559681@qq.com
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