作者:廖洋 呼双双 左伟 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/12/16 16:49:44
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大型海藻的“种子银行”
走近中国海洋大学海洋生物育种研究室大型海藻种质资源库

海带室内繁育

海带、裙带菜丝状体

在生物界,植物的种子看似不起眼,这些微不足道的“小精灵”能以雷霆万钧之势萌发出一个王国,却也很容易消失。科学家指出,我国的野生生物在以每天一个物种的速度走向濒危甚至灭绝。只有保护好“种质资源”,才能留住这些植物的族谱。

实体种子,以及植株、胚芽、细胞、原生质体等等,甚至是DNA片段,这些亲代传给子代的遗传物质就是“种质”,而携带遗传信息的资源统称为“种质资源”。生物多样性的基础,正是种质资源。

在青岛,中国海洋大学的鱼山校区,就有这样一个保护种质资源的“种子银行”,它就是位于地质馆的海洋生命学院海洋生物遗传育种研究室的大型海藻种质资源库(以下简称“种质库”)。经过近半个世纪的建设发展,目前它已经能够开展包括基因文库、DNA样品、活体种质、超低温冻存样品、干燥样品与标本等在内的系列化种质资源保藏工作。

创立这座种质库的是我国著名遗传学家、海藻遗传学的奠基人方宗熙教授。在地质馆地下一层仅有2.3m层高的实验室里,记者见到了前一阵子刚完成最近一次野外采集回校的刘涛副教授,作为海洋生物遗传育种研究室现任“掌门”,也是中国海大第三代海带育种“传人”,他对种质库如数家珍。

刘涛介绍说,方先生很早就意识到保护大型海藻种质资源的重要性,上世纪70年代,方先生带领团队在国际上最早实现了海带、裙带菜配子体无性繁殖系(即克隆)的分离培养,之后又创立了低温弱光保存技术,从而解决了大型海藻不能实现长期保存的世界难题。1975年,中国海洋大学率先在国际上建立了海带配子体克隆种质库,大型海藻种质资源库由此而来,这项工作也使我国成为当时唯一一个实现大型海藻种质资源长期保存的国家,奠定了中国在国际海洋植物研究领域的重要学术地位。毫不夸张地说,当时位于科学馆一楼3个房间、70㎡的低温实验室,即使是在国际上也已经是了不起的大空间。

随着资源保存种类和范围的扩展以及科研工作的需要,2006年种质库改建到了地质馆地下室北侧,目前种质库也全部“安家”在这里。在500㎡的7间独立控光控温冷库里,采集并鉴定了166个物种9279份大型海藻样品,保存超低温冻存材料40000份、DNA样本3554份、海藻干燥样品368份、腊叶标本581份,成为国际上种类最丰富、遗传资源量最大的海藻种质资源库。存有海带、裙带菜、卡帕藻、麒麟菜、石莼、江蓠、马尾藻、松藻等26个全球经济性物种的1000余份活体种质。

种质库的最主要工作无疑就是采集、保存大型海藻的种质资源,为海藻养殖业培育良种。在三代育种研究者的努力下,种质库还衍生出了对外的合作服务职能,比如提供大型海藻的专业物种鉴定,为教育科研机构、生产性单位提供种质资源利用,以及面向公众的科普宣传教育。刘涛团队通过利用分子育种技术持续进行品种改良研究,推动了我国海藻产业的高效发展,在优化改善近海养殖生态环境、提高海洋碳汇蕴储能力等方面发挥了重要的作用,产生了巨大的生态功能与价值。

资源调查采集-核查-登记-处理-入库,每一个进入“种子银行”的种质都要在刘涛带领的工作人员手下完成艰辛的“旅行”。从野外采集回来的海藻,都会经历初干燥、清理、入库、萌发活力检测等程序,入库信息实行双记录。刘涛说,“在这方面,我们宁肯做的细致一些,也不能粗糙”。这也是生物遗传育种研究室文化中关于“和谐完美”———科学是一门“艺术”,一切细节和最终的结果都应恰到好处的实际注解。

种质库的资源主要来自于野外采集,每一次发现新种会让采集人员开心兴奋,然而这个过程也并非全部充满乐趣。跟陆地作业团队不同的是,海藻的采集工作只能选择海水低潮期和藻类生长期,绝对是个“靠天吃饭”的活儿;采集地大都人迹罕至,地势多为陡峭的礁石,“小刮小蹭”在所难免。只要时间允许,刘涛一定带队外出,并且多年来坚持野外采集工作主体由老师来完成。“现在条件好很多了,前辈们以前做调查是真辛苦,都自己带着粮食、帐篷去”,所以为了拿到珍贵的一手资料不断挑战体能和风险,在他看来这都不算什么。

刘涛团队今年计划开展16次大型野外调查,而今他们已经奔赴辽宁、浙江、广东、广西等近10省市基本完成了预期目标。“对比已有资料标本和图谱,实际数量已经下降了很多,有一半已经找不到了。”随着采集工作的深入,刘涛愈发感觉到种质采集责任和意义重大,“有时候需要像救火队员一样,和时间赛跑,进行抢救性的采集。”手中有粮心才不慌,种质资源作为不可恢复、不可创造的战略性资源,只有细心呵护才能给生物技术产业研究和利用创造更大的未来空间。

 
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2016/12/16 19:24:09 JKelp
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