中國科學(xué)院昆明植物研究所，種子博物館展示的植物離體材料（2022 年5月18日攝） 曹夢(mèng)瑤攝 / 瞭望新聞周刊

昆明北郊，中國科學(xué)院昆明植物研究所內(nèi)，一棟紅色建筑掩映在綠樹花叢中。這里保存著我國大量瀕危、珍稀的野生植物種子，不少瀕臨滅絕的物種在這里“平安渡劫”后“多世同堂”。

這里是我國第一座也是唯一一座國家級(jí)野生生物種質(zhì)資源庫——中國西南野生生物種質(zhì)資源庫（下稱種質(zhì)資源庫），也是世界三大種子庫之一。

這座種子庫里存放著哪些國寶？一個(gè)保藏野生生物種質(zhì)資源的“種子銀行”，為何能與中國天眼、人造太陽等大科學(xué)裝置一樣被全球矚目？它對(duì)保護(hù)和恢復(fù)生物多樣性有何作用？

“種子銀行”

我國是生物多樣性特別豐富的國家之一，初步評(píng)估我國高等植物中瀕危和受威脅的種類至少有4000種，占總數(shù)的10%，保護(hù)形勢(shì)十分嚴(yán)峻。

“一個(gè)物種影響一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)，一個(gè)基因關(guān)系到一個(gè)國家的興盛。”已故著名植物學(xué)家、中國科學(xué)院院士吳征鎰曾這樣感慨。

面對(duì)物種的不斷消亡，科學(xué)家將世界上大部分瀕臨滅絕或數(shù)量稀少的野生植物種子收集起來，貯存到一座座種子庫——“種子銀行”（Seed Bank）。

“種子銀行”里存放的種子，正是基因的根本。這些種子與人們?nèi)粘Ｉ铌P(guān)系密切。

以野生稻為例。袁隆平院士培育的雜交水稻基因就源自野生稻。1970年，袁隆平在海南發(fā)現(xiàn)野生稻雄性不育株。多年后，他用這一野生稻成功培育出雜交水稻，使水稻產(chǎn)量增加近20%。

中國科學(xué)院院士洪德元兩次考察發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)80年代，云南野生稻居群分布地有26個(gè)，到1995年僅剩兩個(gè)，消失率92.3%。洪德元表示，如果野生稻滅絕，不只是普通物種消失那么簡單，甚至關(guān)系到全人類的糧食安全。

1999年，吳征鎰提出盡快建立野生生物種質(zhì)資源庫，這是我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)全球競爭的戰(zhàn)略重點(diǎn)，更是國家利益所在。

2004年，種質(zhì)資源庫在昆明開工，2007年建成并投入運(yùn)行。

如今，已有4種中國野生稻的種子完好保藏在種質(zhì)資源庫中。“這些天生天養(yǎng)的野生稻，是現(xiàn)代水稻育種和改良的重要遺傳資源，它們對(duì)維護(hù)人類生存意義重大。”種質(zhì)資源庫主任李德銖說，誰掌握更多的野生種質(zhì)資源，研究得越深，利用得越多，誰就能把握未來。

種質(zhì)資源也稱遺傳資源，是指包含生物全部遺傳信息、決定生物各種遺傳性狀和特征的資源。這些資源既存在于栽培植物和家養(yǎng)動(dòng)物中，也存在于野生生物的物種中。

1952年，我國科研工作者在遼寧普蘭店一個(gè)干涸池塘的泥炭層里挖到了一些古蓮果實(shí)，經(jīng)測(cè)定，它們?cè)诘乩锫癫亓?288（ 250）年。磨破果皮后，其內(nèi)的種子竟然順利萌發(fā)長大，開出了美麗的花朵。

這對(duì)李德銖觸動(dòng)很大：“種子不僅包含著植物的遺傳密碼，更是時(shí)間膠囊，它們可以選擇在合適的時(shí)機(jī)蘇醒。我們小心翼翼保存種子，就是因?yàn)槲覀兙次纷匀?，并且相信生命的力量?！?/p>

之所以把種質(zhì)資源庫建在云南，就是因?yàn)樵颇系纳锒鄻有苑浅ＸS富——高等植物19333種，約占全國的50.3%；脊椎動(dòng)物2273種，約占全國的49.5%……可以說，云南是名副其實(shí)的“動(dòng)物王國”“植物王國”“世界花園”“物種基因庫”。

得云南豐富的種質(zhì)資源之利，種質(zhì)資源庫不僅保存了植物種子，還搶救性收集和保存了野生植物的離體材料、DNA、微生物、動(dòng)物種質(zhì)資源等遺傳材料，曾入選中國十大科技進(jìn)展項(xiàng)目。

截至2022年，種質(zhì)資源庫已保存我國本土野生植物種子11305種90738份；植物離體培養(yǎng)材料2194種26200份；DNA分子材料8541種69144份；微生物菌株2320種23200份；動(dòng)物種質(zhì)資源2253種80362份，是亞洲最大的野生生物種質(zhì)資源庫。它與英國千年種子庫、挪威斯瓦爾巴全球種子庫一起，成為全球生物多樣性保護(hù)的領(lǐng)跑者。

種子“闖關(guān)”

金鐵鎖、華蓋木、珙桐……保存這些種子的冷庫位于地下6米深處，這些珍貴的種子躺在玻璃罐中，正在休眠。這里是它們最安全舒適的家。

一粒種子想進(jìn)入“種子銀行”的保險(xiǎn)柜并非易事，必須得有準(zhǔn)入身份，即滿足“3E”標(biāo)準(zhǔn)——瀕危（Endangered）、特有（Endemic）、有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值（Economic important）。其中，“特有”不光指中國特有，更指狹域特有。按照該標(biāo)準(zhǔn)，國家一、二級(jí)珍稀瀕危植物，如喜馬拉雅紅豆杉、巧家五針?biāo)?，中國特有的云南金錢槭、滇桐等被優(yōu)先保存。

身份之外，種子進(jìn)入“種子銀行”還得經(jīng)過70多道關(guān)卡，其中最重要的是采集、“體檢”、入庫三關(guān)。

采集關(guān)是指無論沙漠海島、熱帶雨林，還是世界屋脊、三江平原，從海拔6000多米的高山，到海平面下50米的區(qū)域，只要有種子的地方，種子采集員都會(huì)到達(dá)。

為保證物種遺傳多樣性，種子采集員會(huì)在不同生長點(diǎn)采集同一種植物種子。一般每種植物會(huì)采集保存10000粒種子，最少2500粒。

種質(zhì)資源庫保藏中心主任蔡杰回憶起一次在廣西某地的采集經(jīng)歷：“當(dāng)掛滿果實(shí)的枝條被剪下，大家下意識(shí)用手去接，劇烈的刺痛感頓時(shí)順著手背、胳膊直導(dǎo)心臟。我們用肥皂水洗，甚至用上了尿液，都無法緩解疼痛。直到幾天后植物的毒性減弱，刺痛感才慢慢消退?！?/p>

原來這種植物叫火麻樹，蕁麻家族一員，果實(shí)上的刺毛含有毒素金皮肽，會(huì)引發(fā)人體劇痛。蔡杰解釋說，采集種子時(shí)，碰到毒蛇咬、螞蟥叮、蜂蜇是常事，但每一次采集經(jīng)歷在他看來都很珍貴：“我常想，如果人類尚未認(rèn)識(shí)這個(gè)物種，它就滅絕了，那會(huì)是多大的遺憾。”

采集回來的種子還不能馬上入庫，后面還有幾十道的“體檢”關(guān)。

在種子清理室，科研人員把種子倒入分離機(jī)，飽滿的種子落下，空癟的種子被吹走?？蒲腥藛T還會(huì)隨機(jī)抽取部分照X光，種子是否健康，飽滿還是蟲蛀，一目了然。

之后，分揀留下的健康種子繼續(xù)被清理、質(zhì)檢、計(jì)數(shù)。

據(jù)了解，最難計(jì)數(shù)的當(dāng)屬蘭科種子，比如虎頭蘭，其一顆種子的大小如同粉塵?！案稍镩g有靜電，蘭科種子會(huì)吸附在稱量儀上，很難取下。為避免損失，我們會(huì)抽取部分稱重，得出平均重量，再通過稱總重估算出種子粒數(shù)?！狈N子管理員秦少發(fā)說。

計(jì)數(shù)后，種子會(huì)被再干燥，在15 、空氣相對(duì)濕度15%的環(huán)境中被放置1～2個(gè)月，以確保充分干燥。當(dāng)種子含水量降到5%～7%，它就能進(jìn)入“休眠期”，基本達(dá)到進(jìn)入冷庫的要求。

最后，經(jīng)過密閉容器分裝，種子會(huì)進(jìn)入“冬眠”套房——零下20攝氏度的冷庫。在這里，種子可存活幾十年甚至上千年。

打開冷庫門，寒氣撲面而來。記者看到，架子上整齊擺放著玻璃瓶，種子按體積大小入瓶，再放進(jìn)密封盒。瓶子上的條碼，標(biāo)明種子入庫位置和種質(zhì)信息。每個(gè)物種的種子被分為兩份，分別存放在備份庫和活動(dòng)庫中，前者永久保存，后者做萌發(fā)實(shí)驗(yàn)或分發(fā)利用。

“每隔5年或10年，我們會(huì)抽樣進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，看看種子是否還有活力?！狈N子萌發(fā)管理員楊娟說，萌發(fā)成的小苗不會(huì)被浪費(fèi)，小苗的信息會(huì)被發(fā)布到研究所網(wǎng)站上，植物園和其他科研人員都可以申請(qǐng)使用，比如昆明植物園中不少植物就來自種子庫。

種子避難

有效貯存種子、搶救性收集種子、保存瀕危動(dòng)植物遺傳材料……種質(zhì)資源庫自建成后，對(duì)我國乃至全球生物多樣性保護(hù)意義重大。

目前，超過三成的我國野生植物種子已在“種子銀行”保存，包括相當(dāng)比例的珍稀、瀕危、特有物種，種質(zhì)資源庫成為名副其實(shí)的種子避難所。

“當(dāng)一個(gè)物種遭災(zāi)時(shí)，我們就會(huì)啟用這些保存的種質(zhì)資源，使該物種重生?！崩畹裸徔谥械摹盀?zāi)”，包括自然災(zāi)害、疫病、戰(zhàn)爭等?！胺N子庫就是種子的保險(xiǎn)庫，能讓野生植物免遭滅絕厄運(yùn)。但我們還是希望存在這里的種子永遠(yuǎn)不被啟用，只是備份。因?yàn)橐坏┚o急啟用，就說明野外有物種滅絕了。”

談及我國已經(jīng)有國家公園、各種自然保護(hù)區(qū)后還修建種質(zhì)資源庫的原因，李德銖表示，人類的保護(hù)手段更多樣，保護(hù)就更可靠?！叭绻匀槐Ｗo(hù)區(qū)遇到火災(zāi)、凍災(zāi)、蟲災(zāi)，種質(zhì)資源庫可有效解決天災(zāi)及種質(zhì)退化等問題?！?/p>

種質(zhì)資源庫已建立一個(gè)由國內(nèi)數(shù)十家科研機(jī)構(gòu)、高等院校和自然保護(hù)區(qū)參與的種質(zhì)資源采集保存網(wǎng)絡(luò)，制定了采集規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)采集國家重點(diǎn)保護(hù)和珍稀瀕危物種等野生植物物種。

為了讓保護(hù)更加精細(xì)，種質(zhì)資源庫還引入“采集單元”的概念——在采集種子時(shí)，除參考國際同行的規(guī)范，有日期、地點(diǎn)、海拔、土壤類型、環(huán)境、經(jīng)緯度信息外，科研人員還增加了對(duì)DNA材料的收集，為種子建立“DNA身份證”。

“這為我國物種的準(zhǔn)確保護(hù)提供了分子遺傳家譜，更為今后的種質(zhì)利用、生態(tài)修復(fù)奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。”蔡杰說。

國際上對(duì)野生生物種質(zhì)資源高度關(guān)注，尤其是對(duì)野生植物的收集保存。比如英國千年種子庫已在全球收集近4萬種野生植物種子，是全球保存物種數(shù)量最多的野生植物種子庫。美國國家植物種質(zhì)資源網(wǎng)絡(luò)保存了超過1.6萬種約60萬份農(nóng)作物、野生植物的種子和其他活材料。韓國、新加坡、泰國也已建成或在建本國的種子庫。

“一個(gè)國家如果沒有自己的野生種質(zhì)資源庫，一旦物種在本國消失，就需要斥巨資向國外‘買回’?！辈探芘e例說，比如原產(chǎn)我國的獼猴桃被培育為“奇異果”，成為新西蘭農(nóng)業(yè)的支柱之一；野生月季原產(chǎn)中國，200多年前傳入歐洲，由國外專家培育出香水月季，如今我國花卉市場(chǎng)的香水月季90%依賴進(jìn)口。

守護(hù)種子安全是全人類的任務(wù)。可喜的是，不斷有海外成員加入種質(zhì)資源庫。來自歐洲、非洲、美洲等地的種子相繼來到這里備存。如今，種質(zhì)資源庫已備份保藏了40多個(gè)國家和地區(qū)的2000多份重要植物的種子。

李德銖說：“資源備份就是給物種上保險(xiǎn)，它是防范、應(yīng)對(duì)小概率災(zāi)難事件的最有效措施。就像不要把雞蛋放在一個(gè)籃子，我們也愿意為國際重要的種子庫提供備存服務(wù)，這對(duì)全球種質(zhì)資源安全十分必要?！?/p>

談到種質(zhì)資源庫的技術(shù)提升，蔡杰表示，野生植物種子庫收集保藏體系主要借鑒了作物種質(zhì)庫的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，它對(duì)亞熱帶森林和喜馬拉雅高山地區(qū)物種的保存技術(shù)和方案，仍有優(yōu)化空間。

“常規(guī)種子庫的低溫干燥保存技術(shù)，無法對(duì)我國一些熱帶亞熱帶樹種，如木蘭、山茶、殼斗、樟科等類群的種子長期保存，對(duì)于這部分重要資源，我們還需要新技術(shù)?！?/p>

未來，種質(zhì)資源庫將建設(shè)超低溫（液氮）庫，可將成熟的植物胚性細(xì)胞系、短命種子進(jìn)行長期保存，以覆蓋保護(hù)更多物種。

“我們有信心讓這些存儲(chǔ)生物遺傳密碼的‘種子銀行’，繼續(xù)為保護(hù)地球生物多樣性貢獻(xiàn)力量。”李德銖說。