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位于中國西南野生生物種質(zhì)資源庫種子博物館內(nèi)的種子墻
中國西南野生生物種質(zhì)資源庫依托中科院昆明植物研究所建設(shè),是我國唯一的國家級野生生物種質(zhì)資源庫、世界上兩個按國際標準建立的野生生物種質(zhì)資源保藏設(shè)施之一,同時它還是我國重要的科學(xué)研究基地和科學(xué)培圳基地。
在近日舉辦的全國科技活動周暨北京科技周活動主場科技創(chuàng)新成果展上,有一朵會發(fā)光的“大花”吸引了不少觀眾駐足欣賞。這朵神奇的花由1500根種子亞克力桿組成,而這些種子全部來源于中國西南野生生物種質(zhì)資源庫(以下簡稱種質(zhì)庫)。
中國西南野生生物種質(zhì)資源庫依托中科院昆明植物研究所建設(shè),是我國唯一的國家級野生生物種質(zhì)資源庫、世界上兩個按國際標準建立的野生生物種質(zhì)資源保藏設(shè)施之一,被稱為中國野生生物種質(zhì)資源的“諾亞方舟”。
為植物種子提供一個家
遍布地球的植物是生命蓬勃的象征,這其中種類最多、分布最廣泛的就是種子植物——植物界的最高等類群。
種子是裸子植物和被子植物特有的繁殖和散布單元,也是種子植物生命的起點。在當今生物多樣性受到嚴重威脅的情況下,種子資源的保護和利用顯得尤為重要。
中國科學(xué)院昆明植物研究所正高級工程師杜燕對《中國科學(xué)報》記者說:“采集后種子的后續(xù)處理非常重要,需要經(jīng)過登記、干燥、清理、質(zhì)量檢測等八個環(huán)節(jié)的處理,種子才能最終安穩(wěn)地住到冷庫這個‘家’里?!?/p>
什么樣的種子有資格入住這個“家”呢?“我們遵循‘3E’原則,即珍稀瀕危種、特有種和具有重要經(jīng)濟價值的植物種子具有優(yōu)先入住權(quán)?!倍叛嗾f。
種子采集回來后,首先要進行登記,其采集的時間,地點,經(jīng)緯度,種子的最初質(zhì)量、數(shù)量和包裝情況等信息都將被錄入數(shù)據(jù)庫,進行建檔和管理。
隨后,管理人員將對這些種子進行初步的干燥?!皠偛傻姆N子含水量較高,如果得不到及時有效的干燥,種子就易老化,活力會很快下降,有的種子還會很快就萌發(fā)?!倍叛啾硎?。
干燥一段時間后,種子就可以進行清理了,不同類型和大小的種子需采用不同的方法清理出來,最終才能得到飽滿而純凈的種子。
清理結(jié)束后,管理人員會取樣進行X光檢測,以評估種子的清理質(zhì)量。很小的種子則需在顯微鏡下檢測。
通過質(zhì)量檢測的種子,就可以進行計數(shù)了。這樣管理員才能清楚地知道每一份種子的數(shù)量,并制定合理的使用策略,在保藏的同時促進它們的開發(fā)和利用。
再經(jīng)過一次主要的干燥后,種子就可以最終進入-20℃的地下冷庫保藏了。杜燕說:“種子入庫前必須進行干燥,不然它會因為含水過多,內(nèi)部形成冰晶而死亡。此外,它們需放置到特制的密封玻璃瓶里才能很好地得到保存,瓶里同時還需放上具有指示作用的變色硅膠,這樣玻璃瓶一旦漏氣我們就可以及時發(fā)現(xiàn)。”
每隔5~10年,工作人員都將對種子進行一次萌發(fā)檢測,了解種子的活力變化情況?!叭绻N子活力下降到75%,我們會把它取出在溫室進行繁育或再到野外進行重新采集,以更新庫存種子?!倍叛嗾f。
截止到2017年底,中國西南野生生物種質(zhì)資源庫已收集保存了我國野生植物種子229科1990屬9837種74738份,占到中國種子植物種數(shù)的33.6% 。
中國西南野生生物種質(zhì)資源庫是中國的,也是世界的。通過與英國皇家植物園邱園、國際混農(nóng)林業(yè)中心等合作,其現(xiàn)已收集保藏了世界上45個國家的1197份重要植物種子,為全球植物多樣性保護作出了重要貢獻。
上海世博會的“種子圣殿”
2010年上海世博會英國館由托馬斯·赫斯維克設(shè)計,它摘攬了國際展覽局的場館設(shè)計金獎,還榮獲了英國皇家建筑師學(xué)會的國家建筑“萊伯金”獎。然而這朵綻放的“蒲公英”背后,小小的種子也體現(xiàn)了其不可或缺的重要地位。
托馬斯·赫斯維克在設(shè)計的時候,為了在展館內(nèi)體現(xiàn)并歌頌自然力量與魅力,靈機一動,提出將種子嵌入亞克力桿的末端。
“世界上沒有一種東西比種子更具有潛力?!彼J為種子寓意著生命、希望和未來。設(shè)計團隊原打算全球搜集種子,但卻無法及時運抵中國,于是英國邱園向他的中國合作伙伴中國西南野生生物種質(zhì)資源庫尋求幫助。
隨后,種質(zhì)庫提供了來自900種野生和人工培育的物種(不含瀕危物種)的260428顆種子。杜燕說:“我們當時收集包裝并識別了所有種子,要考慮到大小、形狀等問題,這個工作持續(xù)了幾個月?!?/p>
驚艷世界的“種子圣殿”的主體部分就這樣誕生了,其外形就如同一朵巨大的蒲公英,6萬根蘊含著植物種子的觸須在陽光的照射下晶瑩剔透,隨風(fēng)搖擺,遠遠看過去整座建筑就好像要騰飛一般。到了晚上,觸須下的超微LED燈亮起來后,整座建筑則更加光彩奪目。
據(jù)了解,26萬顆種子中也包括了水稻、小麥、玉米、八角,還有油料、咖啡、茶等重要作物種子。用托馬斯·赫斯維克的話說,“細心收獲和保護好種子,它將引導(dǎo)我們走向可持續(xù)發(fā)展的未來”。
構(gòu)建新型“智能植物志”
中國西南野生生物種質(zhì)資源庫不僅保存有野生植物種子,還有我國重要野生植物的離體材料和DNA材料、重要動物的細胞系和重要微生物菌株等遺傳材料,至今它已保存了各類種質(zhì)資源21666種225522份/株/條。
作為亞洲最大的野生生物種質(zhì)資源“諾亞方舟”,種質(zhì)庫成為了與英國千年種子庫、挪威斯瓦爾巴全球種子庫等齊名的全球植物多樣性保護翹楚,在國際生物多樣性保護行動中占據(jù)著舉足輕重的地位。
另外,中國西南野生生物種質(zhì)資源庫還是我國一個重要的科學(xué)研究基地。通過十年的努力,它已建成智能植物志核心元素——DNA條形碼庫,收錄了我國近萬種重要植物的12萬個DNA條形碼及其物種信息。基于測序技術(shù)快速進步和植物學(xué)發(fā)展新要求而提出的、利用基因組大數(shù)據(jù)認知植物的iFlora2.0新理念,為植物精準鑒定、司法鑒定等提供了有力幫助。
此外,中國西南野生生物種質(zhì)資源庫還是我國一個重要的科學(xué)培訓(xùn)基地。十年來,它共舉辦了六期培訓(xùn)班,對云南省各類國家級和省級自然保護區(qū)的1675人進行了生物多樣性保護理論和種子采集保藏技術(shù)的培訓(xùn),基本實現(xiàn)了云南省自然保護區(qū)培訓(xùn)全覆蓋?!拔覀冞€對近萬名中小學(xué)生和大學(xué)生進行了精品化培訓(xùn),為我國生物多樣性保護工作培養(yǎng)了一支優(yōu)秀的青年隊伍,同時也將環(huán)境保護意識和生物多樣性保護意識根植到祖國的花朵——孩子們的心中。”杜燕說。
(原載于《中國科學(xué)報》 2018-06-04 第6版 院所)
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