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【云南网】野生生物的“诺亚方舟”——走近中国西南野生生物种质资源库

文章来源:云南网  |  发布时间:2021-06-09  |  作者:季征  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

     入夏,走进位于昆明北郊的中国西南野生生物种质资源库(以下简称种质资源库),骤降的温度以及宽广的库房总给人以清冷之感。但在种质资源库种质保藏中心主任蔡杰博士看来,随着越来越多的种子入库保存,这里越发显得“热闹”起来。

  作为我国第一个国家级野生生物种质资源库,也是亚洲最大的野生生物种质资源收集、保藏机构,中国科学院昆明植物研究所中国西南野生生物种质资源库经过十余年建设已保存野生植物种子10601种85046份,占我国种子植物物种数的36%。

 

中国西南野生生物种质资源库。 图片来源于中国科学院昆明植物研究所

  让种子有个安全的家 

  被誉为仙草的兰科植物铁皮石斛,花型奇特、花色多彩的兰花……我国长期利用的中药及民族、民间药用植物达1.2万多种,原产观赏花卉超2000种,也拥有众多的野生蔬菜水果资源。

  “以生物资源为基础的现代生物技术需要大量的生物资源储备,当今许多国家都投入了大量的人力和财力, 对生物资源进行收集与研究。”回顾起二十余年前吴征镒院士提出建设一座野生生物种质资源库的设想,蔡杰对这位植物分类学泰斗的前瞻性深感敬佩。

  1999年,中国科学院吴征镒院士向国家建言,在生物多样性最为丰富的云南建设一座野生生物种质资源库。在得到正式回复后,云南省政府和中国科学院立即展开了科学调研和可行性研究的相关工作。

  “种质库项目于2005年正式开工,2007年建成并投入运行。”蔡杰介绍,自种质资源库成立之初就确立了“五库一体”的保存模式,即以种子库为核心库,兼具植物离体库、植物DNA库、动物种质库、微生物库,这成为我国科技界和生物学界的一大创新之举。

 

中国西南野生生物种质资源库。 图片来源于中国科学院昆明植物研究所

  通过2年的建设,几座红白相间的小楼拔地而起,一个直通山腹的冷库常年保持零下20摄氏度的温度……在这里,种子寿命得到极大延长,水稻和小麦的种子可存活3000多年,棉花种子则可存活6.7万年之久。

  经过10多年前行,截至2020年底种质资源库已保存野生植物种子10601种85046份;植物离体培养材料2093种24100份;DNA材料7324种65456份;微生物菌株2280种22800份和动物种质资源2203种60262份……它与英国“千年种子库”、挪威“斯瓦尔巴全球种子库”等一起成为全球生物多样性保护的重要设施。

  “种质资源库的建设使中国的野生生物种质资源,特别是中国特有种、珍稀濒危物种、具重要经济价值、生态价值和科学研究价值的物种安全得到了有力保障,也为我国在未来参与国际生物产业竞争奠定了坚实基础。”蔡杰说。

  一粒种子的入库历程 

  种子采集—接收登记—质量检测,这是一粒种子在干燥冷冻保存前要经过的三道主要工序。采集、接收、检测,短短6个字背后却是种子采集者及种子管理员严谨的流程与辛勤的付出。

  种质资源库的种子采集员们都称自己为“种子猎人”。在种子采集员郭永杰看来,采集种子需要有猎人坚韧、敏锐、细心的品质,也需如猎人一般风餐露宿。

 

采集员野外采集种子。 图片来源于中国科学院昆明植物研究所

  “遇到有明确目的地的采集工作,采集员是‘跋山涉水’,而根据几十年甚至上百年前的科考记录去寻找物种,那无异于‘大海捞针’,有时也需要一点运气。”郭永杰说,采集员们每年要开展10余次野外采集,一年有100多天在荒野之中,野外采集每天常常需要工作16个小时以上,一路前行只为远方的那一粒粒种子。

  从热带雨林到高山流石滩、从内陆荒漠戈壁到海岛。在种子采集员和其他采集者的不懈努力下,"消失”100年后的弥勒苣苔于2007年再次被发现,入驻种子库,实现了长期保存;1933年奥地利植物学家韩马迪描述的云南蒙自竹生羊奶子植物被发现……一批处于极度濒危的种质资源得到抢救性收集和保存。

 

采集员野外采集种子。 图片来源于中国科学院昆明植物研究所

  种子是植物生命的载体,既是一个生命的结束,也孕育着新生命的开始,地球上现存的30多万种植物中,绝大多数可通过结出种子繁衍后代,但仍有7%约2万余种植物很少产生种子或不结种子,其中约40%的物种更是处于濒危状态。

  “对于无法通过种子进行保存的物种,种质资源库运用植物离体保存技术,对植株、组织、细胞采用限制或延缓其生长的处理方法进行保存。”种质资源库植物离体库负责人何俊博士说,这一中短期植物种质保存方式,还可实现短时间内植物个体的大量增殖。

  据介绍,目前植物离体库现存离体培养物2093种24100余份,保存蕨类植物44科143属439种694份,保存兰科种质资源占国产兰科植物的约40%,保存国产石斛属78种植物中的55种。

  “植物离体库里保存有国内仅云南有分布的大花万代兰、版纳蝴蝶兰等,对未来种质创新和品种选育具有重要价值。鼓槌石斛、梳唇石斛等药用植物,为含天然成分面膜化妆品、食品提味添加剂的开发储备了资源。”何俊说。

  种子资源的研究之路 

  2017年,依托种质资源库建设的“国家重要野生植物种质资源共享服务平台”正式被科技部、财政部列入我国首批28个国家科技资源共享服务平台之一。2年后,这一平台更名为“国家重要野生植物种质资源库”,成为我国30个国家生物种质与实验材料资源库之一。

 

中国西南野生生物种质资源库。 图片来源于中国科学院昆明植物研究所

  “除收集和保护我国的生物战略资源,种质资源库正建设成为一个重要的研究和资源开发平台。”种质资源库主任李德铢介绍说,10多年来,种质资源库科研人员以国家战略生物资源的需求和学科发展前沿为导向,对植物进化、环境适应和种质资源保护利用相关的科学问题进行了不懈探索。

  在DNA条形码技术的研究和应用成为全球性生物学及其相关领域的研究热点背景下,率先启动并引领中国野生植物DNA条形码研究,建成作为智能植物志核心新元素的DNA条形码库,实现更便捷、更准确识别植物,推动植物分类学新发展。

  领衔完成了茶树基因组计划,以科技为支撑,确立了中国特别是云南在世界茶业的领先地位。

  在国际上首次构建了多达8个水稻及其近缘物种的比较与进化基因组学研究框架,为我国和世界水稻科研人员高效发掘与利用野生稻种质资源奠定坚实的基础。

  随着入库种质资源的增加和一项项科研成果的取得,种质资源库正为我国生物技术产业的发展和生命科学的研究源源不断地提供所需的种质资源材料及相关信息和人才。

 

中国西南野生生物种质资源库。 图片来源于中国科学院昆明植物研究所

  多年来,种质资源库累计服务用户单位321个,服务用户2437人次,向124家机构分发共享13179份、共522475粒植物种子。2020年底,依托种质资源库建设的“国家重要野生植物种质资源库”联合全国10个科教机构的资源库,实现储存入库的资源规模达1.3万种12万余份。

  “对物种进行收集保存,工作虽然基础,过程也很辛苦,但能在这些物种消失之前就将它们保存起来,使它们有可能被人们进一步发掘利用,这是一件非常值得做而且也很有意义的事情。”李德铢说。

  (云南网 2021年6月4日)

  来源:http://ynrb-h5.yndaily.com/#/detail/normal/4276889618744320


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