作者:刘丹 来源:中国科学报 发布时间:2012-4-3 7:0:1
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探秘国家种质库

 
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■本报记者 刘丹
 
秋天,中国江苏的一片黄澄澄的麦田里,蒙着头巾的农妇们正在田地里收割小麦。此时正值秋熟,热浪吹拂着沉甸甸的麦穗。
 
在中国的小麦主产区,这里产出的小麦种子,颗颗都大而饱满,充满光泽。
 
这是一批特殊的种子,它们不会在市场上高价出售,而是会运往北京国家种质库封存起来。
 
“这里就好比一个生物种质资源保险柜。许多农作物种子在这里得到有效保存,将来一旦某个物种或品种在自然环境下灭绝了,可以通过这里的种子重生,避免灭绝的命运。”国家种质库主任卢新雄告诉《中国科学报》。
 
在北京,近北三环,这寸土寸金的闹市,国家种质库坐落其中。
 
3月的一个上午,融融春意中,记者探访了这座充满着未来主义的建筑。
 
这里的种子都有“身份证”
 
在这里,来自全国各地的各种种子被分装在无数小纸袋中,纸袋上明确标注着它们的“身份编码”。专业人员能够从“种子身份证”中轻松识别各种信息:比如它们来自何方、是何种类、有何特殊之处等等。
 
这些种子,需要经历初清理、发芽、干燥、登记、封装等程序,最后入库,并且每隔5至10年要取出样品出库重新检验一遍,以确保它们的发芽率保持在一定水平之上。
 
记者看到,种子清理室内,技术人员正在显微镜下细心地检测种子的质量。从野外采集来的种子,首先需要清理枝条等杂物,除去空瘪的种子,最后留下成熟健康饱满的种子。这里的技术人员挑选出高质量的种子,与此同时,还需要核查到达库里的种子、凭证标本和采集数据表,做到一一对应。
 
实验室内,技术人员将种子抽取样本后放入特殊的实验设备进行发芽率检测,一般只有初始发芽率高于85%时,种子才属“合格”,才具备入库条件。
 
在实验室旁边是种子干燥室,技术人员在这里对种子进行干燥处理,使含水量降至5%~7%,这种条件才是最适宜长期保存的。
 
通道的尽头,就是渗透着寒气的低温种子库。
 
经过两道由钢筋水泥铸成的厚厚的大门后,就到了种子库的心脏。两间并排的独立冷藏室,每间面积为150平方米,室温恒定在零下18摄氏度,相对湿度小于50%。每个冷藏室的金属门上都有一个透明的玻璃窗,记者不用进入便可一探究竟。
 
这两间长期库中,已经贮藏超过36万份种子。种子被放置于成千上万的密封瓶中,摆放在一个个巨型“货架”上,繁复而整齐。据介绍,长期库内采用的是国家种质库自己研发的“种子库”管理系统,将不同种子按照来源、种类、数量以及贮存条件分门别类地摆放,技术人员能根据需要迅速定位并取用某个种子。
 
“每份种质一般都有三个备份。这里存有两份,还有一份存于青海复份库,以保证国家战略资源的安全保存。”卢新雄介绍说。
 
超标准安全
 
“因为低温种质库通常以种子方式保存农作物,因而常被误称为‘种子库’。”卢新雄告诉记者,“需要特别说明的是,‘种质库’与‘种子库’有很大区别。”
 
一个完整的种质库包括有种子库、离体库(试管苗库和超低温库)、DNA库以及种质分类鉴定、质量监测、保存技术研究等实验研究平台。
 
中国的种质库在设计建造之初就已经充分考虑到了安全因素。
 
首先是考虑抗震能力设计,北京的种质库整座建筑是抗震等级按8度设防,为了防止意外发生的洪涝灾害,提高了一米地基。
 
为了保证室温恒定在零下18度,长期库还设计了跨区供电——当一个区临时断电时,另一个区电路也能保证供应——而在中国,两个区同时断电的机会是很小的。
 
而就算是小概率事件也被纳入了种质库的安全考量范畴——如果两条电路都断了,还有备用柴油发电机持续供电。
 
“之所以在种质库设计之初将安全性放在首位,是由于种质资源的战略地位决定的。”卢新雄告诉记者,“比如,种质库应选择建在物种多样性较为丰富的非地震频发地区,能够避开山体滑坡、洪水及风害等。在防震上,除了建筑物本身的防震设计,聚氨酯保温冷库、种子架的设计也都考虑到了防震,以免种子架倒塌而造成盛放种子的铝箔袋破裂,从而导致各品种种子相互混杂。”
 
另外,环保因素也是种质库建设考虑的要件之一。“特别是对某些有害的微生物和基因工程材料更需要重点考虑环保和安全问题。”卢新雄说。
 
在国家财政的支持下,国家种质库近年来又完善了楼宇监控及门禁系统,实行24小时的安全运行与安全保卫值班制度,以确保国家种质库库存资源的万无一失。
 
基因比黄金更珍贵
 
“种质资源保护是一项极有意义的工程。”在卢新雄看来,近代物种的丧失速度比自然灭绝的速度快1000倍,这个数字令他多年来难以安心。
 
联合国粮农组织的一份报告显示,目前全球有3/4的农作物品种已在上世纪消失,其中80%的玉米种类在上世纪30年代不复存在。在美国,84%的豌豆品种也因活力丧失不再生长。
 
有报道指出,我国农作物栽培品种也以每年15%的速度递减,这对我国农业生产的负效应将不可估量。
 
以小麦为例,上世纪50年代初,中国国土上种植的小麦品种约1万个,而如今,你只能找到400个左右。
 
上世纪60年代,在海南的大片野生稻群中,踩着烂泥的袁隆平发现了一株雄性败育的野生稻——“野败”,为“三系”配套研究成功打开了突破口。曾经缔造了上个世纪绿色革命中最灿烂的一章的野生稻如今已经难觅踪迹。
 
“物种的灭绝不仅意味着一个物种的消失,更重要的是这些物种所携带的基因资源也随之永远消失。”水稻专家娄希祉说。
 
而一些持气候变暖论的专家表示,植物基因可能比黄金更珍贵。
 
而要想保存这些不可再生的遗传基因,建立种质库成为各国政府与科学家的共识。
 
在距离北极点约1000公里的挪威斯瓦尔巴群岛的一处山洞中,有一座“末日种子库”:约1亿粒世界各地的农作物种子被保存在零下18 摄氏度的地窖中。该种子库堪称全球最安全的基因储存库,其安全性堪比美国国家黄金储藏库,甚至可以抵御地震和核武器。
 
英国南部的“千年种子银行”在圈内享有盛名。这家种子银行在全球各地寻找采集濒临灭绝、地方独有和有经济价值的植物种子。我国将绝迹100多年的弥勒苣苔种子送进了这座“保险库”。
 
在中国,最大的野生植物种子库建在云南昆明。该种子库建于2007年,以保护野生植物多样性为主。这也成为国家农作物种质库体系外的重要补充。
 
《中国科学报》 (2012-04-03 B1 生物周刊)
 
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