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▲蓼科心葉大黃萌發(fā)小苗 

　　為采集足夠量的種子，蔡杰和同事有時(shí)必須從山腳采到山頂。俗話(huà)說(shuō)，“一母生九子，九子各不同”，為使采集到的種子盡可能地代表物種的遺傳多樣性，同一種植物需進(jìn)行不同居群的采樣。再考慮到日后的保存、研究，一份種子數(shù)量通常在2500—10000粒之間，每個(gè)居群個(gè)體數(shù)不少于50個(gè)。為盡可能減少對(duì)目標(biāo)物種生存或繁殖更新的影響，所采集的量不超過(guò)當(dāng)時(shí)可采集量的20%，也被稱(chēng)為“20%可獲得種子量”原則。

　　此外，采集員還需根據(jù)果實(shí)和種子的形態(tài)等，對(duì)種子成熟度進(jìn)行判斷，成熟度與種子初始活力密切相關(guān)，而活力則是種子保存能否成功的基礎(chǔ)。

　　除了種子，采集員還會(huì)采集憑證標(biāo)本、DNA葉片材料，記錄采集時(shí)間、地點(diǎn)、經(jīng)緯度、海拔、所采植株數(shù)、土壤類(lèi)型、周?chē)h(huán)境和植被狀況等相關(guān)野外信息，拍攝生境、植株、花或果特寫(xiě)等照片。

▲采集員郭永杰為了一份種子攀上懸崖。  

　　若是“緣分”沒(méi)到，采集員只能白跑一趟。蔡杰以祿勸的平當(dāng)樹(shù)為例，在之前與它相關(guān)的記錄極少。第一年沒(méi)找到；第二年深秋，位置對(duì)了，找到了，但花期已過(guò)，回到種質(zhì)庫(kù)進(jìn)行人工培育；第三年，才確定了花期在9月至10月之間；第四年，終于在花期成功進(jìn)行了野外采集。

　　種子采集并非探險(xiǎn)，采集員往往會(huì)提前做足避險(xiǎn)措施，但這并不意味著沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)?！坝龅竭^(guò)野獸、毒蛇，被紅火蟻、山螞蟥、馬蜂咬早已是家常便飯。有時(shí)，連植物也不好‘對(duì)付’?！辈探苡浀?，采集火麻樹(shù)種子時(shí)，被樹(shù)枝上的刺毛蜇到，一股劇痛迅速?gòu)氖直蹅鞯叫呐K，連呼吸也變得困難，一周后才消腫。后來(lái)聽(tīng)說(shuō)，火麻樹(shù)刺毛的毒性很大，能讓小孩致命。

▲褐色沙拐棗 

　　蔡杰始終認(rèn)為，種子采集并不是身體的挑戰(zhàn)，而是知識(shí)和耐力的考驗(yàn)。

　　在同一片區(qū)域，往往生長(zhǎng)著很多外形相似，但物種不同的植物，因此種子采集員在采集時(shí)絕不能弄混。蔡杰是植物分類(lèi)學(xué)博士，從二十出頭采到年近不惑，和種質(zhì)庫(kù)一同成長(zhǎng)，知識(shí)儲(chǔ)備已足以應(yīng)對(duì)這樣的挑戰(zhàn)。

　　隨著種子采集的物種數(shù)量破萬(wàn)，物種數(shù)量增加速度趨緩。“容易采的物種都采到了，相同物種種子采集也有飽和的那一天，接下來(lái)的工作肯定越來(lái)越難?！辈探鼙硎?，采集隊(duì)伍已經(jīng)做好應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備。

　　對(duì)待種子像母親對(duì)待孩子般全心呵護(hù) 

　　種質(zhì)庫(kù)位于昆明北郊黑龍?zhí)?。在這里地下一層一個(gè)相當(dāng)于兩層樓高的空間內(nèi)，包含5個(gè)總面積為220平方米的冷庫(kù)。

　　一般來(lái)說(shuō)，利用低溫、干燥的方式，能延長(zhǎng)種子的活力。以玉米種子為例，在室外保存632天，萌發(fā)率就會(huì)從97.5%下降至50%，但在種質(zhì)庫(kù)冷庫(kù)環(huán)境內(nèi)，理論上在900年后，仍有50%萌發(fā)。根據(jù)理論模型預(yù)測(cè)，棉花種子的壽命，甚至有望突破6萬(wàn)年。

▲紫椴萌發(fā)小苗 

　　專(zhuān)家介紹，在一定范圍內(nèi)，儲(chǔ)存溫度每降低5攝氏度，種子壽命增加一倍；種子含水量每減少1%，種子儲(chǔ)存壽命延長(zhǎng)一倍。綜合考慮科學(xué)性和可行性之后，種質(zhì)庫(kù)選擇了“零下20攝氏度、相對(duì)濕度為15%”這一低溫干燥條件。

　　進(jìn)入冷庫(kù)，映入眼簾的是一個(gè)個(gè)玻璃瓶。大瓶里裝的是體積較大的種子，小顆粒種子被放在小瓶里，然后再放進(jìn)密封盒?！懊總€(gè)瓶子里還放置了變色硅膠作為指示劑，一旦受潮能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。”種子管理組組長(zhǎng)何華杰說(shuō)。在冷庫(kù)內(nèi)，記者看到了國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物珙桐等瀕危植物的種子，以及平日很難見(jiàn)到的竹子種子，甚至還有野生稻種子。

▲喜馬拉雅紅豆杉萌發(fā)小苗 

　　為什么會(huì)存放野生稻？種質(zhì)庫(kù)的收集目標(biāo)需遵循“3E”標(biāo)準(zhǔn)，即Endangered（瀕危）、Endemic（特有）和Economically important（有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值）。野生稻和哪個(gè)E有關(guān)系？何華杰向記者解釋?zhuān)ㄒ吧驹趦?nèi)的農(nóng)作物野生近緣種，和“有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值”密切相關(guān)。

　　現(xiàn)代農(nóng)業(yè)在發(fā)展高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的同時(shí)，遺傳多樣性大大喪失，品種單一化。雜交稻技術(shù)中的雄性不育系，正是野生稻，但目前我國(guó)野生稻的種類(lèi)和分布區(qū)域，都在急劇縮減……

　　根據(jù)操作規(guī)范，一份種子入庫(kù)之前要經(jīng)歷簽收登記、初次干燥、清理、質(zhì)量檢測(cè)、計(jì)數(shù)、再次干燥等6個(gè)實(shí)驗(yàn)室步驟。其中，兩次干燥是為盡量祛除種子中的自由水，防止低溫下種子因細(xì)胞間隙和細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰而受到傷害。

▲◆種子存于“零下20攝氏度、相對(duì)濕度15%”的冷庫(kù)中。 

　　進(jìn)入冷庫(kù)，并不代表種子到了處理的終點(diǎn)。“我們很容易判斷動(dòng)物或植物是死是活，但種子的活力很難辨析?！泵劝l(fā)實(shí)驗(yàn)員楊娟表示，很多種子都在休眠，需要通過(guò)萌發(fā)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)種子的活力。

　　95%以上物種的萌發(fā)實(shí)驗(yàn)條件都是未知的，而且80%的溫帶、極地種子會(huì)休眠。且休眠深淺程度不一。以野生大百合為例，兩年的時(shí)間里，楊娟在它的身上用了不同溫度、不同基質(zhì)、不同時(shí)間的十幾種組合定溫及變溫條件，但每一天，打開(kāi)培養(yǎng)柜，她只能在記錄本上無(wú)奈地寫(xiě)下“0”。

　　她從沒(méi)放棄努力，第三年她決定模仿大百合生長(zhǎng)的四季溫度環(huán)境，從春到冬、從夏到春、從秋至夏、從冬到秋模擬四種條件下同時(shí)實(shí)驗(yàn)。最終在次年夏天，種子變“大”了，胚芽變得更寬更胖。終于，她可以在記錄本記下“1”。

　　“對(duì)待這些種子，就像母親對(duì)待孩子，全心呵護(hù)?！睏罹瓯硎?，每份種子她會(huì)設(shè)置3—5個(gè)條件的萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，每周都要對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以探索最佳的實(shí)驗(yàn)條件。有些物種自播種至實(shí)驗(yàn)結(jié)束實(shí)驗(yàn)過(guò)程可長(zhǎng)達(dá)1000多天。

　　而在種子入庫(kù)的5—10年后，楊娟會(huì)組織再次萌發(fā)，觀察種子貯藏期間的活力變化，一旦低于75%，便會(huì)繁殖育種，或是重新去野外采集。

▲蓮 

　　目前，復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授鐘揚(yáng)所采集的高原種子中，一部分儲(chǔ)存在種質(zhì)庫(kù)，這些種子活力保持得如何？“鐘老師的種子非常好，萌發(fā)實(shí)驗(yàn)顯示，活力保持得很不錯(cuò)。”楊娟告訴記者，在高原種子的萌發(fā)中，起初遇到了一些坎兒，“我們認(rèn)為高原極端環(huán)境下種子都能萌發(fā)，那么在更‘友好’的相對(duì)高溫環(huán)境下，種子應(yīng)該更容易萌發(fā)。事實(shí)上，很多高原種子在相對(duì)高溫下不萌發(fā)，只會(huì)在它原先所處于的低溫下萌發(fā)。”

▲超低溫保存技術(shù)。 

　　“種子是最容易保存的種質(zhì)資源。”何華杰介紹，在種質(zhì)庫(kù)，還有另外三種保存方式：第一種是超低溫保存（零下196攝氏度的液氮中），將自然界約20%左右在低溫、低濕度條件下會(huì)失去活力的頑拗型種子，比如芒果、椰子等，把種子里的胚、莖尖等組織取出來(lái)，通過(guò)滲透包埋處理，放到液氮里；還有一種是離體保存，主要針對(duì)的是蘭花等難以用種子保存的植物，保存的材料包括試管苗、愈傷組織、塊根、塊莖、球莖及其他微繁殖體或培養(yǎng)物；第三種是保存DNA，將植物的DNA提取出來(lái)進(jìn)行低溫保存。

　　在何華杰職業(yè)生涯的前13年，種質(zhì)庫(kù)保存了中國(guó)1/3的種子植物。他期盼著，到自己退休時(shí)，這一比例能上升到2/3。

　　需重視瀕危種群生態(tài)服務(wù)功能的整體回歸 

　　——訪中科院昆明植物研究所種質(zhì)資源庫(kù)首席科學(xué)家李德銖 

　　文匯報(bào)：為何要為小小的種子建大科學(xué)設(shè)施？ 

　　李德銖：千萬(wàn)不要小看這“小小”的種子，種質(zhì)資源是一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略資源和核心競(jìng)爭(zhēng)力。老一輩植物學(xué)家常說(shuō)：一個(gè)物種影響一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)，一個(gè)基因關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的興盛，誰(shuí)掌握了大量的種質(zhì)資源、研究得最深入、利用得最多，誰(shuí)就能把握生物技術(shù)的未來(lái)。

　　建設(shè)種質(zhì)庫(kù)能有力保障我國(guó)生物戰(zhàn)略資源安全、助力作物改良與創(chuàng)新和新作物篩選、科學(xué)管理國(guó)家植物資源并促進(jìn)我國(guó)相關(guān)學(xué)科體系的發(fā)展。它將為我國(guó)野生生物種質(zhì)資源的保護(hù)、研究、開(kāi)發(fā)及合理利用，提供技術(shù)支撐條件和決策依據(jù)。

　　要像重視芯片一樣，重視物種基因的保護(hù)和挖掘，作為大科學(xué)設(shè)施，種質(zhì)資源庫(kù)一定要做一些前瞻性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性的研究工作，這樣才能實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源的增值服務(wù)。

▲野胡蘿卜 

　　文匯報(bào)：與其他物種保護(hù)手段相比，種質(zhì)庫(kù)保護(hù)有何特殊之處？ 

　　李德銖：在保護(hù)植物多樣性的過(guò)程中，就地保護(hù)和遷地保護(hù)是互補(bǔ)的，應(yīng)互相結(jié)合。種質(zhì)庫(kù)在資金投入、保存時(shí)間和保存效率方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于就地保護(hù)（如建立保護(hù)區(qū)、生態(tài)廊道等）和其它遷地保護(hù)手段（如種苗站的樹(shù)種、離體培養(yǎng)的試管苗等）。

　　在我國(guó)，就地保護(hù)行動(dòng)較好地保護(hù)了植物多樣性。但自然（洪水、泥石流等）災(zāi)害、人為（火災(zāi)、砍伐等）災(zāi)害以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展（礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)、水電建設(shè)、過(guò)度旅游等）隨時(shí)可能讓野外植物毀于一旦。另外，隨著氣候變化的加劇，一些原先適合植物生長(zhǎng)的區(qū)域變得不再適合生長(zhǎng)。這些都是種質(zhì)庫(kù)可以解決的難題。

　　同時(shí)，同其它遷地保護(hù)手段相比，種質(zhì)庫(kù)可以較好地保存物種的種性和多樣性，較大范圍、較長(zhǎng)時(shí)間保護(hù)植物多樣性，較少空間貯藏?cái)?shù)量巨大、類(lèi)別繁多的種子，從種子再生為植株簡(jiǎn)單而方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。

▲烏桕 

　　文匯報(bào)：目前種質(zhì)庫(kù)的建設(shè)進(jìn)度如何？ 

　　李德銖：去年2月，種質(zhì)庫(kù)提前實(shí)現(xiàn)了保存野生植物種子1萬(wàn)種的長(zhǎng)期建設(shè)目標(biāo)。截至2019年底，已累計(jì)采集保存種子總量達(dá)10285種，82746份，種數(shù)占中國(guó)種子植物總數(shù)的35.2%，分屬230科、2044屬。我們用了15年的時(shí)間，從零起步，如今已成為亞洲最大、世界第二大的野生生物種質(zhì)資源收集、保藏機(jī)構(gòu)，僅次于英國(guó)千年種質(zhì)庫(kù)。

　　除了數(shù)量上的提升，15年里，種質(zhì)庫(kù)還在以下多個(gè)方面取得了巨大進(jìn)步：我們掌握了更多的有效保存方法；我們已經(jīng)形成多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，技術(shù)平臺(tái)可幫助國(guó)內(nèi)外有意愿建立種質(zhì)庫(kù)的人們?cè)缛諌?mèng)想成真；我們還具備多種技術(shù)手段——基因組淺層測(cè)序和DNA條形碼等方法和技術(shù)的應(yīng)用已較為成熟。

▲軟莢紅豆 

　　文匯報(bào)：種質(zhì)資源庫(kù)為何要對(duì)植物極小種群等都給予重點(diǎn)關(guān)注？畢竟有專(zhuān)業(yè)人員認(rèn)為，物種消失是自然規(guī)律，不需要為一個(gè)僅有幾株的植物去保護(hù)。 

　　李德銖：保護(hù)植物極小種群對(duì)維護(hù)生物多樣性、基因多樣性而言意義巨大。一種植物的滅絕，可能導(dǎo)致十至數(shù)十種相關(guān)生物出現(xiàn)生存危機(jī)乃至滅絕。一個(gè)少為人知的物種，無(wú)論從生態(tài)系統(tǒng)的功能性還是未來(lái)遺傳資源保護(hù)與發(fā)掘利用來(lái)說(shuō)，都有生態(tài)、科學(xué)、文化、經(jīng)濟(jì)方面的潛在價(jià)值。目前，我們對(duì)極小種群種子的野外收集工作已取得不小進(jìn)展，極小種群的野外回歸工作也作出了嘗試。

　　當(dāng)一個(gè)物種快要滅絕時(shí)，我們就要開(kāi)展生態(tài)修復(fù)，這是保存種質(zhì)資源的作用之一。但野外回歸難度較大，要花大量的功夫。一棵樹(shù)在野外成活還不算回歸，我們說(shuō)的野外回歸應(yīng)當(dāng)是種群生態(tài)服務(wù)功能的整體回歸，這需要時(shí)間，也是下一步的重點(diǎn)方向。

▲長(zhǎng)穗越橘 

　　文匯報(bào)：未來(lái)，我們?cè)谀男┓矫孢€可以繼續(xù)提升？ 

　　李德銖：建設(shè)初期，種質(zhì)庫(kù)的主要著眼點(diǎn)還是在國(guó)內(nèi)。如今，種質(zhì)庫(kù)已是具有重要國(guó)際影響的野生生物種質(zhì)資源保藏設(shè)施，保藏能力達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，有能力在世界范圍內(nèi)特別是“一帶一路”沿線(xiàn)地區(qū)發(fā)揮影響。

　　接下來(lái)，我們還將繼續(xù)提升種質(zhì)保有量，預(yù)計(jì)再收集5000—6000種。由于英國(guó)千年種質(zhì)庫(kù)的國(guó)際話(huà)語(yǔ)權(quán)明顯高于我們，因此未來(lái)要進(jìn)一步加強(qiáng)國(guó)際合作，提高中國(guó)種質(zhì)庫(kù)的國(guó)際話(huà)語(yǔ)權(quán)。目前支持種質(zhì)庫(kù)建設(shè)的力量中，還是政府、科研院所、專(zhuān)家學(xué)者居多，未來(lái)應(yīng)更加多元，特別需要社會(huì)力量的支持，植物方面的公眾教育亟需彌補(bǔ)。

    《文匯報(bào)》（2020年6月17日）

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