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　　在春城北郊的昆明植物園，層林盡染的楓葉景觀聞名遐邇，游人如織的熱鬧風(fēng)光背后，她還有一個(gè)鮮為人知的名字——“中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所”，在這座繁花茂林的山巔，蘊(yùn)藏著一座世界級(jí)的植物寶庫(kù)。 

　　這里是中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)，她遺世而獨(dú)立，低調(diào)卻顯赫：我國(guó)唯一的國(guó)家級(jí)野生生物種質(zhì)資源庫(kù)、世界上兩個(gè)按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)建立的野生生物種質(zhì)資源保藏設(shè)施之一，被譽(yù)為中國(guó)野生種質(zhì)資源的“諾亞方舟”。這里，為確保生物多樣性提供了無(wú)限可能。 

　　自2007年投入試運(yùn)行以來(lái)，2017年是種質(zhì)資源庫(kù)落成的第10個(gè)年頭，10年須臾，已搶救性收集和保存了各類(lèi)種質(zhì)資源20305種、210444份，其中處于核心地位的植物種子資源為229科9484種71232份，超過(guò)我國(guó)種子植物種類(lèi)的三成。 

　　云南建“植物方舟”得天獨(dú)厚 

　　當(dāng)主糧只剩下玉米，人類(lèi)難以生存。電影《星際穿越》里這一對(duì)未來(lái)的描述讓人印象深刻。生物多樣性，聽(tīng)上去是個(gè)宏大名詞，其實(shí)卻離我們很近。

　　生物多樣性的基礎(chǔ)，正是種質(zhì)資源。在中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)（以下簡(jiǎn)稱“種質(zhì)資源庫(kù)”），保存著來(lái)自國(guó)內(nèi)外海量的野生植物種子。創(chuàng)立這座“種子保險(xiǎn)庫(kù)”的，是已故著名植物學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士吳征鎰先生。種質(zhì)資源庫(kù)用于采集和保存珍稀、瀕危、特有的物種，于2005年開(kāi)工建設(shè)，2007年初步建成并投入試運(yùn)行，曾入選中國(guó)十大科技進(jìn)展項(xiàng)目。

　　目前，種質(zhì)資源庫(kù)已經(jīng)搶救性收集和保存了各類(lèi)種質(zhì)資源20305種、210444份，處于核心地位的植物種子資源為229科9484種71232份，占到中國(guó)種子植物種類(lèi)的32％。其中，還包括4000種13178份中國(guó)特有植物種子，數(shù)千種重要農(nóng)作物野生近緣種種子，近百種、442份珍稀、瀕危植物種子。雖然種質(zhì)資源庫(kù)建在昆明、且名字里有“西南”二字，但實(shí)際上，種質(zhì)資源庫(kù)收集的范圍甚廣，還有來(lái)自全國(guó)乃至全世界其他地區(qū)，特別是目前已收集保藏了來(lái)自青藏高原的15337份種子，經(jīng)過(guò)幾十年的努力，青藏高原植物種質(zhì)資源“家底”基本摸清。

　　在種質(zhì)資源庫(kù)科普展館里，展示著這座植物寶庫(kù)10年來(lái)的光輝：是中國(guó)第一座國(guó)家級(jí)野生生物種質(zhì)資源庫(kù)，也是目前亞洲最大、世界第二大的野生植物種質(zhì)庫(kù)……除了一項(xiàng)項(xiàng)“光環(huán)”，這里還用沙盤(pán)模擬了云南的地形地貌，從雨林到雪山，從水域到高山，從低海拔到高海拔，形象地展示了云南的特色。

　　“云南是‘動(dòng)植物王國(guó)’，植物種類(lèi)遍布熱帶、亞熱帶、溫帶、寒溫帶等類(lèi)型，藥用植物種類(lèi)占全國(guó)的55.4%，中藥資源品種占全國(guó)的51.4%，這里多樣的植物資源就是未來(lái)新產(chǎn)品和新產(chǎn)業(yè)的源頭。”種質(zhì)資源庫(kù)實(shí)驗(yàn)室管理員楊婭娟介紹，在昆明建立種質(zhì)資源庫(kù)可謂得天獨(dú)厚，云南省不僅獲取物種容易，而且對(duì)物種進(jìn)行研究以及野外培養(yǎng)都很方便。

　　在科普展館里，還有一面有名的“種子墻”。琳瑯滿目的一顆顆種子被封存在亞克力柱里拼湊成墻，在燈光的照耀下，像星星一樣熠熠生輝。這些亞克力種子柱全部都是上海世博會(huì)撤展后存留下來(lái)的。但比起種質(zhì)資源庫(kù)里浩瀚的植物海洋，種子墻上展示的只不過(guò)是“冰山一角”。

　　種子入庫(kù)需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格“體檢” 

　　到底什么樣的種子能入選種質(zhì)資源庫(kù)進(jìn)行保存呢？

　　楊婭娟介紹，種質(zhì)資源庫(kù)包括植物種子庫(kù)、植物離體庫(kù)、DNA庫(kù)、微生物庫(kù)和動(dòng)物庫(kù)。要“入住”種子庫(kù)的種子，參照3E標(biāo)準(zhǔn)，即 Endangered（瀕危）、 Endemic（特有）和 Economic（經(jīng)濟(jì)價(jià)值）。遵循這一標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家一、二級(jí)珍稀瀕危植物如喜馬拉雅紅豆杉、巧家五針?biāo)伞浝哲奶?，云南白藥主要成分之一的金鐵鎖，以及許多地區(qū)特有物種如中國(guó)特有的珙桐、云南金錢(qián)槭、云南雙盾木、伯樂(lè)樹(shù)、滇桐等被優(yōu)先保存。

　　“龍生九子，各不相同”。為了保證遺傳多樣性，同一種植物，研究人員在其不同的生長(zhǎng)地點(diǎn)也要進(jìn)行采集。一般要求每種植物一份最好采集保存10000粒種子，最少2500粒。種子采集回來(lái)后要進(jìn)行簽收登記，把所有的采集信息錄入計(jì)算機(jī)，為被采種子建立起一個(gè)資料庫(kù)。隨后，研究人員將這些種子進(jìn)行初步干燥、清理、質(zhì)量檢測(cè)和計(jì)數(shù)。

　　在種子清理室，有種子分離機(jī)、不同孔徑的篩網(wǎng)等工具。清理的目的是去除雜質(zhì)及蟲(chóng)蛀、發(fā)育不良的種子。在細(xì)如微塵的種子里取出砂粒是一件需要耐心的事。清理員們每天大多的工作就是在這些微塵中尋找種子。“這是金盞花的種子，比較細(xì)小，層層過(guò)濾后，仍然要用鑷子清理出雜質(zhì)?！币晃徽谇謇矸N子的工作人員說(shuō)，這一工作雖然略顯枯燥，但聞著種子的清香，也很有樂(lè)趣。清理完畢，種子還要進(jìn)行健康檢查。在X光室，工作人員像照胸片一樣，給種子照X光。透過(guò)種子的堅(jiān)硬外殼，X光片能看到種子內(nèi)部有沒(méi)有空癟或隱藏著蟲(chóng)卵，以此觀察種子的健康飽滿程度。

　　這些工作完成后，種子要送進(jìn)主干燥間再次進(jìn)行干燥。主干燥間設(shè)在地下6米，為了保證溫度和濕度，它和冷庫(kù)相連。順著樓梯下去，進(jìn)入了一間約80平方米的干燥間，頓感溫度驟然下降。“這是種子進(jìn)入冷庫(kù)前的最后一道程序，干燥和分裝?！睏顙I娟說(shuō)，主干燥間的條件是雙15，指的是溫度為15℃，空氣相對(duì)濕度為15%。在這樣的溫度和濕度下，能將種子的含水量降到5%左右，是干燥種子的理想環(huán)境。

　　零下20度或能保存千年 

　　“雙15”的空間讓種子得到了精心干燥。種子完全達(dá)到干燥指標(biāo)后，將其放入一個(gè)絕對(duì)密封的瓶中，因?yàn)榉N子大小有別，瓶子的大小也不一樣，每個(gè)瓶壁上還都貼著象征種子“身份證”的編碼標(biāo)簽。分裝入瓶子這個(gè)小家后，種子們就進(jìn)入了零下20℃的冷庫(kù)進(jìn)行“安睡”。在這里，種子可以保存幾十年、數(shù)百年，甚至上千年?！胺N子保存，是為了萬(wàn)無(wú)一失，萬(wàn)一這個(gè)植物真的在地球上滅絕了，我們還可以從這里找到它的種子?！?/p>

　　種子庫(kù)從外面看，并不覺(jué)得它很大。但當(dāng)你穿上羽絨服，戴上防凍手套，走進(jìn)地下冷庫(kù)，打開(kāi)厚重的密封門(mén)，冷空氣撲面而來(lái)，這時(shí)，會(huì)感覺(jué)到它的深不可測(cè)。在空氣相對(duì)濕度15%、零下20℃的恒溫環(huán)境中，種子們靜靜地“冬眠”于密封瓶?jī)?nèi)。為了避免發(fā)生意外，冷庫(kù)進(jìn)門(mén)處有一個(gè)安全按鈕，工作人員進(jìn)入冷庫(kù)前都必須按一下，如果門(mén)沒(méi)有關(guān)閉，一定時(shí)間后會(huì)自動(dòng)報(bào)警。種子庫(kù)中還設(shè)計(jì)了雙回路供電，一條線停電了，會(huì)自動(dòng)切分到另一條回路。如果兩條都斷了，還有備用柴油發(fā)電機(jī)持續(xù)供電。

　　“入庫(kù)的種子將被分為兩份，分別存放在基礎(chǔ)庫(kù)和活動(dòng)庫(kù)里。基礎(chǔ)庫(kù)里的種子永久保存，而活動(dòng)庫(kù)里的則用來(lái)進(jìn)行種子活力檢測(cè)、種子分發(fā)、研究等。如果是特別珍稀、且數(shù)量有限的種子則優(yōu)先放入基礎(chǔ)庫(kù)。每個(gè)物種種子的保存壽命可以通過(guò)公式推算出來(lái)，我們希望能實(shí)現(xiàn)百年甚至千年尺度的保存?！睏顙I娟介紹，為保證入庫(kù)的種子是有活力的，還必須進(jìn)行活力檢測(cè)，“我們常用的檢測(cè)方式是萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，萌發(fā)實(shí)驗(yàn)除了提供充足水分外，只是控制溫度和光照，工作人員參考已有同物種萌發(fā)信息或模擬野外環(huán)境條件設(shè)置萌發(fā)條件。且根據(jù)物種不同，每5年或10年，需要再次進(jìn)行活力檢測(cè)，監(jiān)測(cè)種子的活力變化。

　　一份種子從采集到位到入庫(kù)，最快大約需要兩個(gè)月。除了自己科研團(tuán)隊(duì)采集外，全國(guó)還有50余個(gè)高校、科研機(jī)構(gòu)等，都是種質(zhì)資源庫(kù)合作采集的伙伴。

　　野生種質(zhì)資源研究正當(dāng)時(shí) 

　　種質(zhì)資源庫(kù)內(nèi)保存的種子，都是野生植物種子。煞費(fèi)苦心收集并保存這些非經(jīng)濟(jì)作物的種子，究竟有什么用？

　　其實(shí)，野生種質(zhì)資源與我們生活息息相關(guān)。被譽(yù)為“雜交水稻之父”的袁隆平院士正是利用野生稻的雄性不育株，形成了三系配套而育出雜交水稻，大面積提高了水稻產(chǎn)量，為解決中國(guó)人的吃飯問(wèn)題和世界糧食安全做出了卓越貢獻(xiàn)。

　　“人類(lèi)不能創(chuàng)造基因，種子卻包含了一種植物所有的DNA，目前人類(lèi)對(duì)植物的認(rèn)識(shí)和利用還很初淺，種質(zhì)資源庫(kù)將是未來(lái)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，還將可能成為人類(lèi)的‘救命稻草’?！痹诜N質(zhì)資源庫(kù)科學(xué)家眼里，保存野生植物的種子潛力十足。野生植物種子一是可以用來(lái)進(jìn)行科學(xué)研究，發(fā)掘野生植物不為人熟知的作用；二是萬(wàn)一現(xiàn)有農(nóng)作物因?yàn)闅夂蜃兓纫蛩貑适鏃l件，可以選出與之相似野生植物的基因，然后培育新的品種。挖掘野生種質(zhì)資源中的功能為人類(lèi)服務(wù)是今后研究的重點(diǎn)方向。

　　經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，如今種質(zhì)資源庫(kù)不僅保存植物種子，也是我國(guó)搶救性收集和保存野生植物離體材料、DNA、動(dòng)物細(xì)胞和微生物菌株等遺傳材料的重要裝置。這里已建成智能植物志核心新元素的DNA條形碼庫(kù)，收錄我國(guó)近萬(wàn)種重要植物的12萬(wàn)個(gè)DNA條形碼及其物種相關(guān)信息；并適應(yīng)測(cè)序技術(shù)快速進(jìn)步和植物學(xué)發(fā)展新要求，提出基于基因組大數(shù)據(jù)認(rèn)知植物的iFlora2.0新理念。這個(gè)新理念通過(guò)iFlora精準(zhǔn)鑒定裝置，可以非常精確地確認(rèn)一個(gè)植物具體是哪一個(gè)物種，而不是大概是哪一類(lèi)植物，從而為植物精準(zhǔn)鑒定、司法鑒定等提供依據(jù)。

　　此外，中科院昆明植物研究所經(jīng)過(guò)79年的積累，已建成中國(guó)最大的天然化合物庫(kù)，總體庫(kù)存量高達(dá)10000個(gè)，這些是我國(guó)創(chuàng)新藥物研發(fā)的重要戰(zhàn)略儲(chǔ)備。與此同時(shí)，中科院昆明植物研究所深入開(kāi)展重要野生植物的發(fā)掘與利用，推動(dòng)種質(zhì)資源利用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在植物新品種選育，特別是兜蘭新品種量產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)了突破，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“金童玉女”萬(wàn)苗量產(chǎn)技術(shù)，有望進(jìn)入市場(chǎng)。

　　種子在很多人眼里是靜止的，但在科學(xué)家眼里，種子卻是有活力的生命體。隨著大健康產(chǎn)業(yè)的揚(yáng)帆正勁，種質(zhì)資源庫(kù)所蘊(yùn)含的能量和更加深遠(yuǎn)的前景也許才剛剛開(kāi)始。（文 廖晶蓉 圖 孟祝斌）

　?。ɡッ餍畔⒏?2018年4月11日）

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