亞洲最大種質庫 52萬份種子經過層層關卡才能進來“沉睡”

袁隆平用了50多年時間,把一顆稻種變成了“超級稻”,而在北京西北三環,國家作物種質庫長期庫里,包括水稻在內更多的珍貴種質資源正在低溫環境下冬眠。作為亞洲最大、全球第二大的種質庫,這裡共保存着45.1萬份珍貴種質資源,除此之外,還有6.9萬份保存在全國各地種質圃中,加起來共計52萬份。

作為國家最重要的資源戰略儲備之一,這些種質資源可在庫里保存50年以上,在需要的時刻隨時能被從容喚醒。

數十萬份種子從哪裡來?5月下旬,新京報記者探訪了國家種質庫,密封盒裡每一粒種子背後,都有一段特別的故事。故事是昔日的故事,種子卻總能面向未來:即便那些沉睡數十年的種子,只要一點水,就會長出根芽,開啟全新的生命之旅。

亞洲最大種質庫 52萬份種子經過層層關卡才能進來“沉睡”

探訪國家種質庫。新京報記者 王巍 攝

973份高粱在長期庫里“冬眠”了37

海淀區學院南路80號院里,一棟磚紅的三層小樓,就是國家作物種質庫。新京報記者前往種質庫探訪時,午後的北京室外氣溫已經達到30℃,但在種質庫里,則始終保持着零下18℃的氣溫。庫門口的衣架上,幾件軍綠色棉衣就是專門為入庫人員準備的。

穿上棉衣,首先進到一個狹小的房間,陣陣涼意,房間的實際溫度控制在零上4℃。“這個房間叫做緩衝間,是在零下18℃長期保存庫和外面室溫間的一道緩衝。一方面,它可以阻斷零下18℃與外面的直接熱量交換,可以保障種質存儲環境的安全穩定;另一方面,如果種質資源從室溫直接降到零下18℃,巨大的溫差可能會造成潛在不良影響,因此,種質資源入庫前會在這裡停留一天,平衡溫度后,才會進入零下18℃。種質出庫時,也需要先在緩衝間平衡溫度。”中國農科院副研究員辛霞稱。

亞洲最大種質庫 52萬份種子經過層層關卡才能進來“沉睡”

進入種質庫要穿棉衣,裡面始終保持着零下18℃的氣溫。新京報記者 王巍 攝

再打開一扇門,這才算正式進入到冷庫。一排排4米多高的深藍色架子緊密排列,近乎將整個庫房的空間佔據,每個架子的每一層里密密麻麻存放着一個個圓形的金黃色小盒子。這些盒子裡面,就裝着中國最珍貴的“戰略資源”。盒子的上面都貼着一張標籤,標籤上的一串編碼正是種子的身份證號。

“從這些標籤上,其實也能夠體會出明顯的年代感。上世紀八九十年代的標籤是手寫的,後來是打印的,近十年來則是帶條形碼的標籤。”辛霞介紹,從1986年建成至今,這裡已經保存了來自全國以及國外的種質資源45.1萬份,其中,由河南農科院糧作所提交的973份高粱是最早一批入駐的種子,這些高粱種子甚至比整個種質庫正式建成還要早兩年,已經“冬眠”了37年之久。這973份高粱的標籤就是手寫的。

“有限的空間只能留給獨一無二的種子”

一粒種子要想真正進入國家作物種質庫里妥善保存,必須經過層層“關卡”。冷庫外的接納室里,工作人員會對一份份作物種子的樣品進行“查重”,如果發現與已入庫保存的種質相同,就會剔除。辛霞說,“有限的空間,只能留給獨一無二的種子”。

從接納室里出來的種子,會被送到隔壁的“發芽室”。新京報記者探訪當天,在發芽室里,幾位工作人員正在給一批油菜種子“體檢”,入庫的種子不能是死種子,要保證足夠高的發芽率。從牛皮紙袋裡取出一些種子,小心翼翼地放入一個個透明的發芽盒裡,裡面有鋪好的濾紙,適量的水。“我們會根據作物種子的特點,選擇合適的器皿、發芽基質、發芽溫度等。比如,大豆發芽需水量較大,在進行發芽率實驗的時候,除了在種子下面鋪上吸水海綿和濾紙,還會在種子上面給它蓋上‘小被子’,加蓋一層濕濾紙。這樣就能保證大豆種子快速而且均勻地吸水。”在工作人員精心呵護下,一粒粒種子將在可以控溫、控濕、控光照的發芽箱中慢慢長大,最短几天,最長十幾天後,就會滋出根芽。

亞洲最大種質庫 52萬份種子經過層層關卡才能進來“沉睡”

工作人員小心翼翼地拿取種子。新京報記者 王巍 攝

“種子發芽率越高,在種質庫里保存時間越長。大部分種子的入庫發芽率需要達到90%以上,即便是生長難度極大的一些野生珍貴種子,發芽率也需要達到50%以上,否則就需要重新繁殖一次,確保它們能夠在種質庫長期保存下去。”最終體檢合格的種子,在經歷乾燥、包裝等處理后,才會進入最核心的庫房。

“冬眠”30余年的種子被喚醒時活力依舊

如何保證種子在庫里“冬眠”30年依舊能夠被順利喚醒?除了入庫前的嚴格篩選,種質資源保存技術是核心。辛霞介紹,延長種質壽命保存技術、種質衰老監測預警技術、多維入庫技術、乾燥脫水和密封包裝技術,這些手段保證了種質資源在庫中至少可以保存50年以上。

亞洲最大種質庫 52萬份種子經過層層關卡才能進來“沉睡”

封存好的種子至少可以保存50年以上。新京報記者 王巍 攝

“舉例來說,我們研發了種質衰老監測預警技術,提出種質衰老拐點理論。即在每一份種子保存一定年限后,會迎來一個關鍵期,這個階段會出現種質衰老的拐點,所以這個時期,工作人員就需要對種子進行抽測,重新進入發芽室進行發芽監測,需要在發芽率降低到70%之前重新繁殖更新,目的就是確保每一份種子都能保持活性、世代繁衍。”辛霞稱。

“除此以外,還有乾燥脫水和密封包裝技術延長保存壽命,讓種子睡得更長久;監測預警技術讓我們能夠知道哪些種子睡眠過程中遇到問題,需要人為干預,活力低的就去繁殖更新一次。還有一些不適合在低溫種子庫保存的資源,我們研發超低溫保存技術,讓莖尖、休眠芽、花粉這些組織材料在零下196℃的液氮里保存。利用這些技術,讓更多種多樣的資源,尤其是一些野生瀕危種質資源能進入國家庫,能保存得更好。”辛霞透露,根據近期對庫存種子活力監測的結果,在種質庫里保存了30年的水稻、大豆、花生,種子的發芽率依舊能夠保持在96%以上。

新庫8月建成 全球單體量最大

種子是農業的“芯片”,也是糧食安全的基礎。有數據顯示,2000年至2010年,我國作物種質保存總量增長4.3萬份,但從2010年到2020年,保存量增加了10.9萬份,我國種質資源保護正越來越被重視。

不過,另一組數據也在印證一個事實——我國既有的種質資源中,地方品種、珍惜野生資源佔70%,其中80%已經在野外、生產上消失或絕種。

如何留住那些消失或瀕臨消失的種子,更好地保護種質資源?我國以國家種質庫為核心的資源保護體系已經建成,新的國家作物種質庫正在抓緊建設,第三次全國農作物種質資源普查與收集行動正在進行。

亞洲最大種質庫 52萬份種子經過層層關卡才能進來“沉睡”

零下18℃的冷庫里保存着幾十萬份種子。新京報記者 王巍 攝

採訪中記者獲悉,國家作物種質庫新庫將於今年8月建成,庫容量將達150萬份,實現全智能化,成為全球單體量最大的國家級種質庫。第三次全國農業種質資源普查與收集行動則計劃利用3年時間,完成一次新中國成立以來規模最大的種質資源普查,全面完成農作物、畜禽和水產種質資源普查,摸清全國種質資源種類、數量、分佈、主要性狀等家底,種質資源普查結束后,我國種質庫里特色地方品種及野生資源將再增10萬份。

新京報記者 曹晶瑞 實習生 趙利新

編輯 張樹婧 校對 李銘

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