中国西南野生生物种质资源库 为植物建造“诺亚方舟”

来源：人民网-人民日报   发布者：张荐辕   日期：2015-07-16  

中国西南野生生物种质资源库位于昆明市盘龙区城郊，占地面积并不大，看起来不起眼。然而，这里被称为中国植物的“诺亚方舟”。 依托云南丰富物种资源，在植物学家吴征镒院士呼吁下建立 杂交水稻的成功培育，除了袁隆平等科研人员的艰苦努力，离不开“天帮忙”——天然存在的雄性不育水稻，让水稻杂交实验成为可能。 然而，随着人类活动的影响等因素，不少野生物种正在走向濒危。“有很多物种，人类还没来得及搞清楚它的作用，就因为人类的影响而消失了。”中国西南野生生物种质资源库主任李德铢说。 云南野生稻有过记载的分布点曾达26个，如今仅剩两个；金铁锁作为云南白药三种主要成分之一，在金沙江地区曾经常见，由于药农的过度采集，如今濒危；红豆杉树皮中提取的紫杉醇是治疗乳腺癌的最好药物之一，云南野生红豆杉曾占全国总数的55%，如今也濒危。 保存种质资源，并非保护一个物种那么简单。充分挖掘，往往能够产生巨大的经济价值。新西兰“奇异果”，源自原产中国的猕猴桃；占据中国市场90%份额的香水月季，源自原产中国的野生月季；原产中国的野生大豆，经美国改造为转基因大豆后，又迅速占据了中国大豆市场。 中国野生植物资源丰富。“一个物种影响一个国家的经济，一个基因关系到一个国家的兴盛。”在已故著名植物学家、中国科学院院士吴征镒教授的呼吁下，中国首个野生生物种质资源库2007年在中国科学院昆明植物研究所建成，收集保存对象包括植物、动物和微生物，其中，种子库是最主要的内容。 “之所以选择建在云南，与云南地区丰富的物种资源有很大关系。”中国西南野生生物种质资源库种子库主管杨湘云博士告诉记者。 种子采集员们必须和工程建设赛跑，采集种子有很多讲究 “有次采集火麻树种子，树枝上的毒刺让我们所有人手臂红肿，刺痛好几天才消失。”种子采集员蔡杰告诉记者，野外采集危险不少，遇到过野兽、毒蛇，被红火蚁、山蚂蟥、马蜂咬就是家常便饭了。像他一样的专职采集员，一年大概要在野外采集100多天。 公路铺设和水电站建设等导致越来越多的野外植物生存受到威胁，蔡杰们必须和工程建设赛跑。“现在优先采集公路到达区的种子，一来方便采集，二来这些地区植物面临的威胁大，需要抢时间。” 常与蔡杰一同采集种子的张挺告诉记者，采集种子有很多讲究，“一般要求每种植物采集最少2500粒，最佳为2万粒左右。但是要保证采集量不超过原产地种子的20%，避免破坏植物的种群结构。”有时，为了采集到足够量的种子，他们不得不从山脚采到山顶。 “为了保证种子质量，晚上回到驻地时，经常需要将采集到的种子拿出来摊晾，如果第二天需要转移到另一个地方采集，早上出发前需要将摊晾开的每一份种子打包收好，每次光将种子摊开或分类打包就需要个把小时。”蔡杰说。 采集回的种子并不能马上入库，首先需要干燥并清理，工作人员会用筛网一遍遍地脱离并过滤掉果皮、去掉空瘪种子和残渣。张挺告诉记者，实验室配备了设备，但大多数时候为了尽量减少对种子的损坏，手工清理几乎是唯一的选择。“另外，有些种子很小，像兰科植物的种子就几微米大小，机械清理容易造成种子浪费。” 为了保证入库种子数达标，还需要对种子进行计数。“种子计数可不能靠一颗颗数，我们抽取部分种子称重，得出种子的平均重量，通过称重来确定种子粒数。”种子管理员何华杰说。濒危、特有和经济价值高的优先，已保存我国三成野生植物物种的种子 称重过后的种子就会进入主干燥间，在温度15摄氏度、湿度15%的环境中待满一个月后，种子的含水量可以降到5%左右，在低温、干燥状态下，种子会进入“休眠期”，达到进入种子库的条件。 不管春夏秋冬，种子库都保持零下20摄氏度的恒温，在这里，种子可以存活几十年甚至上千年。 种子萌发管理员杨娟告诉记者，为了确保种子有活力，每隔5年或10年，会进行一次种子萌发实验。辛苦采集的种子萌发成的小苗并不会被浪费，“我们会将萌发的小苗发到研究所的网站上，植物园和研究组都可以申请使用，昆明植物园中的不少植物就是来自种子库。”杨娟说。 种子库容量有限，有着较高的进入“门槛”。 “我们遵循3E标准，即Endangered（濒危）、Endemic（特有）和Economically important（经济价值重要）。”李德铢说，其中“特有”不光是指中国特有，还包括狭域特有，如玉龙雪山、高黎贡山特有的物种。遵循这一标准，国家一、二级珍稀濒危植物如喜马拉雅红豆杉，中国特有的珙桐、滇桐等被优先保存。 截至2014年底，中国西南野生生物种质资源库已收集保存各类种质资源20955种，169281份（株），其中野生植物种子8855种，占我国野生植物物种的30%。 可用于生态恢复，野外只剩二十几棵的巧家五针松等已被保存 云南省迪庆藏族自治州森林公安部门曾查获两卡车锯末，公安机关对车辆进行了查扣，却无法确定锯末的种类。“我们根据锯末DNA片段，很快便确定了锯末来自红豆杉，甚至连红豆杉产地的大概位置都能一并确定。”张挺介绍，种质库今后将与海关、边防、出入境检验检疫等部门开展更紧密的合作。 “未来5年，只要输入种子DNA样本，就能迅速确定科属种，甚至还能确定其生长特性。”李德铢介绍，目前昆明植物研究所正在依托种质资源库推行iFlora计划，为中国野生植物建立DNA条形码系统。 据测算，中国每年有300多种生物趋于濒危乃至消失。“当一个物种面临灭绝威胁的时候，我们可以使用保存的种质资源开展生态恢复，这也是保存种质资源的作用之一。”李德铢说。 不是建设了自然保护区保护野生生物吗？为何还要投入巨资建设种质资源库？ “如果自然保护区发生火灾等灾害怎么办？”杨湘云博士介绍，种质资源库能够有效地解决灾害对自然保护区的威胁和植物园内种质退化的问题。如今，曾消失了上百年的“弥勒苣苔”、野外只剩二十几棵的巧家五针松等，都已被纳入种质库保存。 采集种子时，科研人员还会拍摄其生存环境，记录下采集时间、地点、经纬度、海拔、土壤类型、周围环境和植被状况等，这些都可供生态修复时使用。 杨湘云说，种子的价值不可忽视。越来越多的农作物品种、园艺及生物研究机构成为种质资源库的受益单位。“我们会根据相关研究团队的种子分发共享需求，提供多种植物的种子样品，作为育种材料或科研材料。” “种子象征着活力和希望，种质库将为人类解决粮食问题、治疗疾病等保存更多可能性。”李德铢说。 全世界有近1750座种质库（链接） 因为种质资源的独特价值，不少国家很早就开始建立种质资源保存系统。早在1946年，美国就建立了国家植物种质系统；1997年，英国投资8000万英镑启动了千年种子库项目；2008年，挪威修建了“世界末日种子库”，即斯瓦尔巴德全球种子库，用以储存农作物种子，确保未来粮食供应。截至2010年，联合国粮农组织的统计资料显示，目前全世界有近1750座种质库，收集保存的农业和粮食植物种质资源已达740万份。

相关新闻