種子方舟:國家農作物種質資源庫
【曬曬咱的國之重器24】
光明日報記者 楊 舒
清明一過,73歲的山西翼城老農(nong) 劉懷智從(cong) 牆上取下一袋珍珠玉米“老種子”,又要開始播種了。
產(chan) 量不高,格外“嬌氣”,這把不起眼的小粒玉米,整個(ge) 翼城隻有他家還在種,卻讓第三次全國農(nong) 作物種質資源普查的科研人員如獲至寶。
“這是一個(ge) 珍貴的地方品種,至少有100年曆史。經過鑒定,爆米花率達到99%以上,粒粒都能爆開,品相優(you) 於(yu) 當前主流品種,極具開發價(jia) 值,能夠保留下來是非常小概率的事件!”中國科學院院士錢前說。
如今,這把瀕臨(lin) 消失的種子有了安全的家——
2021年9月,國家農(nong) 作物種質資源庫新庫在中國農(nong) 業(ye) 科學院建成,並投入試運行。作為(wei) 全球單體(ti) 量最大、保存能力最強的國家級種質庫,這裏可以收藏各類珍貴的農(nong) 作物種子等品種資源150萬(wan) 份,貯藏壽命最長可達50年,作為(wei) 保障糧食安全的戰略資源,堪稱種子的“諾亞(ya) 方舟”。
小小種子,為(wei) 什麽(me) 要精心保護?
1954年,孢囊線蟲病使美國大豆產(chan) 業(ye) 遭遇毀滅性打擊,該國科學家從(cong) 種質資源庫中“翻箱倒櫃”,找到了20世紀初從(cong) 中國收集到的獨特品種——北京小黑豆,正是利用其中特有的抗病基因,最終培育出的大豆新品種才令產(chan) 業(ye) 得以複蘇。
高產(chan) 、抗病、抗旱、耐鹽堿……多種多樣的農(nong) 作物種子蘊含著巨量的遺傳(chuan) 基因,成為(wei) 培育農(nong) 作物新種的堅實“素材庫”,然而,許多像珍珠玉米這樣的品種正在加速消失,種質資源庫應運而生。
但一份種子想要入庫,可不是件容易事。
每一個(ge) 品種都要先經田間種植“考驗”2到3年,在確認其特點與(yu) 庫內(nei) 種存在顯著差異後,才可被“收編”。入庫後的種子,又要經過仔細“體(ti) 檢”,通過處理、清選、生活力檢測、幹燥等十多道“關(guan) 卡”,最終裝瓶密封。
這些種子將被保存在不同條件的庫裏:在-18℃、濕度低於(yu) 50%的低溫庫,含水量5%~8%的農(nong) 作物種子將就此“沉睡”,壽命可從(cong) 1~2年延長到數十年,喚醒後發芽率仍在九成以上;在試管苗庫,草莓、香蕉、馬鈴薯等幾乎不用種子種植的作物以莖尖作為(wei) 保存材料,在試管中可一待數月;在超低溫庫,-196℃的液氮則能讓作物組織迅速進入冷凍休眠,就像給生長按下了暫停鍵,幾十年後取出,依然可以活力不減。此外,這裏還以DNA的方式保存著一些特有、珍稀、瀕危、野生的作物遺傳(chuan) 資源。
不僅(jin) 如此,帶有視覺識別功能的機器人滾筒輸送線實現了種子的快速存取,感知氣味的電子傳(chuan) 感器可以隔空分辨種子的代謝變化,監測在庫種子的活力……智能化、信息化來相助,讓科研人員“穿著棉大衣、登梯爬高存種子”的曆史一去不複返。
新中國成立以來,我國先後啟動了三次全國性的農(nong) 作物種質資源征集,但直到1986年,才建成自己的國家作物種質庫(老庫)。早年間,種子隻能裝進紙袋或布袋、放在木頭抽屜櫃裏貯存,保存壽命通常隻有兩(liang) 到三年。
一晃30多年,誰能想到,如今,我國國家農(nong) 作物種質資源庫已保存種質資源總量突破52萬(wan) 份,位居世界第二。而其中約28萬(wan) 份資源已經在野外、農(nong) 業(ye) 生產(chan) 上消失或絕種,庫中所藏,已是“絕版”。
在錢前看來,國家農(nong) 作物種質資源庫是保障國家糧食安全的大國重器,是作物種質資源的“人才庫”,也是打贏種業(ye) 翻身仗的“彈藥庫”。
依靠這些珍貴的種質資源,科學家們(men) 正通過雜交、分子設計等手段,將優(you) 異的農(nong) 作物基因結合在一起,最終育出突破性的新品種,讓中國人用自己的手攥緊中國種子,端穩中國飯碗。
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