■走近中國大科學工程

　　在亞馬遜熱帶雨林，每1平方公里有100種植物物種，而在這裡，一腳踩下去就有上百個植物物種。

　　這裡是中國西南野生生物種質資源庫。在昆明北郊黑龍潭，更為人所知的是植物園，種質資源庫沒幾個人知曉。

　　雖低調卻身份顯赫：我國唯一的國家級野生生物種質資源庫、世界上兩個按國際標準建立的野生生物種質資源保藏設施之一，被認為是中國野生種質資源的“諾亞方舟”。

　　截至2014年底，這裡共收集保存各類種質資源20955種，169281份（株）。其中，野生植物種子8855種，佔我國野生植物物種的30%。

　　不能讓地球只剩下玉米

　　當主糧只剩下玉米，人類難以生存，爆片《星際穿越》的這一對未來的描述讓人印象深刻。生物多樣性，聽上去是個宏大名詞，其實卻離我們很近。試想，如果周邊只有一種植物、每天只能吃一種食物，是不是“累覺不愛”了？

　　生物多樣性的基礎，正是種質資源。我國是世界上生物種質資源最豐富的國家之一，但人口增長、快速經濟建設等原因使我國生物多樣性遭受嚴重威脅。科學家推測，我國的野生動植物正在以每天一個物種的速度走向瀕危甚至滅絕，“也就是説，中國每年有300多種生物趨於瀕危乃至消失。”中科院昆明植物研究所楊湘雲博士説。

　　在一個實用主義者看來，保證養活人類的物種安全就好，挽救那些稀少的野生植物到底有什麼用？野生生物種質資源庫主任李德銖用一個事實説服了記者：“袁隆平的雜交水稻養活了中國人，而雜交水稻的一個重要種質資源來源於海南的一種野生稻。”但在雲南省，上世紀80年代在26個地方都存在的野生稻居群，而今在24個地方已經消失。

　　另一個佐證是，上世紀50年代末，美國大豆感染了囊孢線蟲病，使其大豆生産瀕於毀滅，後從野生大豆種質資源中篩選出抗囊孢線蟲病的“北京小黑豆”，育成了高産抗病新品種，從而挽救了美國的大豆産業，並使其大豆産量躍居世界第一位。

　　“有很多物種，人類還沒來得及搞清楚它的作用，可能就因為人類自身的影響而消失了。”李德銖説。

　　更重要的是，種質資源是一個國家的戰略資源和核心競爭力。獼猴桃原産于中國，而今，紐西蘭利用原産中華獼猴桃培育出主導國際獼猴桃市場的巨大産業；鬱金香原産于地中海、中亞和我國新疆，後流傳至荷蘭並成為其支柱産業。

　　正因此，早在1946年，美國就建立了國家植物種質系統，1990年建立了國家遺傳資源計劃，英國于1997年投資8000萬英鎊啟動了千年種子庫項目。

　　“一個物種影響一個國家的經濟，一個基因關係到一個國家的興盛。”著名植物學家、中國科學院院士吳徵鎰教授于1999年8月8日致信時任國務院總理的朱鎔基，建議儘快建立中國西南野生生物種質資源庫。

　　總理很快批復。中國野生生物種質“銀行”開始建設。

　　 入庫，並非想進就進

　　李德銖介紹，野生種質資源庫包括植物種子庫、植物離體庫、DNA庫、微生物庫和動物庫。“我們的目標是保存各類種質資源1.9萬種、19萬份。”其中，植物種子的目標是1萬種，約佔我國野生植物數量的三分之一。

　　哪些種子有資格“入住”種質資源庫？“我們遵循3E標準，即 Endangered（瀕危）、 Endemic（特有）和 Economic（經濟價值）。”李德銖説，其中“特有”不光是指中國特有，還包括狹域特有，如高黎貢山特有的物種。

　　遵循這一標準，國家一、二級珍稀瀕危植物如喜馬拉雅紅豆杉、巧家五針松、彌勒苣苔，雲南白藥主要成分之一的金鐵鎖，以及許多地區特有物種如中國特有的珙桐、雲南金錢槭、雲南雙盾木、伯樂樹、滇桐等被優先保存。

　　“我們是按一個資訊單元採集，包括種子、葉子、 DNA等。”野生種質資源庫種子管理組組長何華傑告訴科技日報記者，採集種子的同時，要記錄下採集時間、地點、經緯度、海拔、所採植株數、土壤類型、周圍環境和植被狀況等，另外還要採集憑證標本，作為植物鑒定的依據。

　　“一娘生九子，和娘十個樣”。為了保證遺傳多樣性，同一種植物，研究人員在其不同的生長地點也要進行採集。一般要求每種植物至少採集保存10000粒種子，最少2500粒。

　　種子採集回來後要進行登記，把所有的採集資訊錄入電腦，為被採種子建立起一個資料庫。隨後，研究人員將這些種子進行初步乾燥、清理和計數。在種子清理室，記者看到分離機、不同口徑的篩網等工具。清理的目的是去除雜質及蟲蛀、發育不良的種子。

　　要保證入庫的種子是有效的，就必須進行萌發試驗。研究人員將種子分別放進攝氏5度、15度、20度、25度、30度等5個不同溫度梯度的步入式萌發培養間，或者模擬野外環境的25攝氏度（白天）/16攝氏度（晚上）的立式萌發培養箱。“我們根據文獻資料和該物種實際生長環境來確定它合適的萌發溫度。”何華傑説。

　　攝氏零下20度或能保存百年甚至千年

　　普通種子在適宜的溫度和濕度下便會發芽，因此在常溫下最多能保存一至兩年。目前已知自然條件下保存時間最長的是古蓮子，可存活100多年。種質資源庫則是利用低溫、乾燥的方式，使得種子“休眠”，延長其活力。以玉米種子為例，在昆明室外保存632天，萌發率就會從97.5%下降至50%，即一半的種子不會發芽。但是存放在種質資源庫裏，上百年甚至千年後仍能開花結果。對於玉米來講，理論數字是900年後，仍有50%的種子可以萌發。

　　種子資源庫的秘密就是溫度和濕度。在中科院昆明植物研究所的一座品字形大樓的地下一層，有5個攝氏零下20度、濕度為15%、總面積達220平方米的冷庫。

　　打開冷庫的門，首先映入眼簾的是一個個大玻璃瓶，乍一看很像家裏儲物罐裏的乾糧。這些大瓶子裏裝的是體積較大的種子，而小顆粒種子被放在小瓶子裏，然後再放進密封盒。“這可不是家用的普通瓶子，都是經過嚴格檢驗的，要保證其密封性。每個瓶子裏還放置了變色硅膠，一旦受潮了能及時發現。”何華傑説。

　　每個瓶壁上都貼著編碼標簽。安全起見，種子入庫時將由電腦編碼，記錄上該物種的資料資訊。這裡最多可容納1萬份野生生物種質資源。

　　“每個物種種子的保存壽命可以通過公式推算出來，我們希望能實現百年甚至千年尺度的保存。”李德銖説，每個5年或10年，需要進行一次萌發檢測，了解種子的活力。

　　為了保證這一目標的實現，每個物種的種子被分為兩份，分別存放在基礎庫和活動庫裏。基礎庫裏的種子永久保存，而活動庫裏的則用來進行萌發檢測、試驗研究等。

　　種子是最容易保存的種質資源。蘭花等難以用種子保存的植物，則採用離體保存。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物。

　　約有70%的種子可以通過低溫保存，但還有20%左右的種子比較“難伺候”，在低溫、低濕度條件下會失去活力，難以保存。“比如杧果、椰子這樣的熱帶植物，無法用常規技術手段來保存，我們稱之為‘頑拗型’種子。”李德銖説。

　　近幾年，研究人員為這類“任性”種子量身打造了一種使用液氮的超低溫保存技術，逐步解決了相關保存難題。“將種子裏的胚、莖尖等組織取出來，通過滲透處理，放到液氮裏。”中科院昆明植物研究所李唯奇研究員説，這一技術保存的種子存活時間更長，且成本更低。

　　對野生種質資源的研究才剛剛開始

　　西南野生生物種質資源庫收納了多個瀕臨滅絕的植物種類，包括2006年在雲南石林縣重新發現的、已經絕跡100年的“彌勒苣苔”，在野外僅剩20多棵的極度瀕危植物巧家五針松等。

　　“當一個物種快要滅絕的時候，我們就要開展生態修復，這也是保存種質資源的作用之一。”李德銖説。

　　挖掘野生種質資源中的功能基為人類服務是今後研究的重點方向。

　　李德銖研究員介紹，研究人員從植物的化學成分裏面，分離鑒定出一些重要成分，包括開發可替代雲南白藥這樣一些傳統藥物中的重要植物化學成分，僅治療婦科內出血的藥物“宮血寧”一項現在每年産值就有1億多元。再如，從紅豆杉裏提取的紫杉醇被認為是治療乳腺癌最有效的成分。

　　在雲南地區，很多物種有研究價值，但當地少數民族只停留在初步的認識上。在昆明有一種被當地百姓稱為“母豬果”的植物，據説母豬吃了愛睡覺、容易長膘。科學家從中提取了化學成分，發現其有鎮靜作用。現在，通過推廣種植“母豬果”已經形成了一個大的産業。

　　“我們正在做的包括對野生茶基因組的研究。”李德銖説，雲南是主要的茶産地之一，種植規模很大，但産業鏈一直沒做起來，他希望類似的基礎研究能推動當地茶産業的發展。

　　（科技日報北京3月17日電）