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                      走進浙江“基因寶庫”,遇見農作物背后的生命故事

                      [ 浙江 ]    
                      2023
                      05-12
                      10:36

                      浙江第一座綜合性的農作物種質資源庫,日前在省農科院楊渡基地揭牌。這是支撐浙江“科技強農”目標的一項重要工程。

                      什么是“種質”?它和“種子”的概念不太相同。種質指生命體內的遺傳物質。不僅是種子,枝條、根莖,甚至是用試管組培出來的植物細胞,只要包含不同的基因性狀,就是一份獨特的種質資源。

                      這樣來理解,種質資源庫,其實就是一座基因庫,一座“活”的生物“圖書館”。

                      有人做過這樣的類比,如果把一個核苷酸當作一個字符的話,那么一個普通植物細胞里貯存的遺傳信息,大概相當于一個小型圖書館全部藏書的字數。

                      這座種質庫,籌備了5年,建了2年,如今終于將迎來第一批科研人員、第一批種質的入駐。

                      我們找到種質庫建設工作小組組長、省農科院作物與核技術利用研究所原所長張小明研究員,他懷著萬分期待,與我們聊了聊浙江建綜合性種質庫的深遠意義。

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                      浙江省農作物種質資源中期庫揭牌。省農科院供圖。

                      “種子是農業的‘芯片’,種質是芯片的原材料”

                      這些天,張小明仍不時在海寧和杭州之間奔波。剛揭牌的種質庫,還有一些設施設備、辦公用品需要安排妥當,他全都親力親為。 

                      在浙江建綜合性農作物種質資源庫的呼聲,2014年就有了。張小明和幾位農科院的老科學家是最早提出設想的人。

                      “之前,浙江只有水稻庫、茶樹圃等一些單個品種的‘專業庫’,小麥、玉米、大豆、蔬菜等大部分農作物的種質都散落在各處,未能得到妥善保存,一度成為現代農業發展的一個短板?!?/p>

                      中國在1986年就建成了國家作物種質庫,在浙江之前,湖南、山西、廣西等多個省份都已經有了自己的種質庫。張小明最開始做的,就是到各個兄弟省份的種質庫調研?!艾F在浙江建好庫之后,已經成了別的省份的學習對象?!彼f。

                      零下18℃的冷庫里保存著幾十萬份種子。新京報記者 王巍 攝

                      國家種質庫內部。圖片來自網絡。

                      浙江為什么需要自己的種質資源庫?

                      張小明打了個比方,如果說種子是農業的“芯片”,種質就是制造這枚芯片最基本的原材料。

                      “育種,就是從種質資源中挖掘優勢基因,再通過各種技術手段,讓農作物的后代生長范圍更廣,生長速度更快,產量更高,適應性和抗逆性更強,讓人類可食用產品更充裕?!睆埿∶髡f。

                      分子育種、設計育種等技術的出現變革了傳統育種方式,極大地提高了培育新種的效率,中國水稻研究所、之江實驗室、湘湖實驗室等一批科研機構,在育種手段創新方面都有一技之長,但歸根結底,它們都需要豐富的基因資源作為基礎。

                      包括浙江在內,省級的資源庫大多是“中期庫”。在國家長期庫,種質資源大多“只進不出”,具有戰略安全意義,中期庫除了收集、保存、鑒定種質之外,更承擔了對外分發、共享種質資源,服務科學研究的職責。

                      “種質庫算得上是一項純公益性的科學基礎設施?!睆埿∶髡f,種庫前期投入大,需要專門的人員管理,但自身很難產出成果,也沒有經濟效益。特別是大型的綜合庫,以往單靠科研單位的力量是很難建起來的。

                      決心補齊這項短板,體現出了浙江建設現代種業強省和特色品種大省的魄力。

                      “保存地方種質,也是保存一段故事”

                      2015年,農業部啟動“第三次全國農作物種質資源普查與收集行動”。在這次行動中,浙江調查收集和征集到各類種質資源三千多份。普查工作為種質庫的建設奠定了重要基礎。

                      張小明告訴記者,這次普查行動,大部分工作都可以被稱作是“搶救性”的。

                      翻開張小明桌上的一本《浙江農作物種質資源·豆類作物卷》,你也許會感到詫異,光是大豆,入選該書的竟然有77個不同的資源,它們的名字讀起來很是新奇,淳安六月白豆、浦江羊毛豆、天臺細毛白、安陽黑豆……大多與浙江的地名捆綁在一起。 

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                      《浙江農作物種質資源·豆類作物卷》中描述的淳安六月白豆資源狀況。受訪者供圖。

                      然而在許多品種的介紹里,都能看到這樣令人遺憾的描述:“在某某縣各鄉鎮農戶零星種植,已很難收集到。在異位妥善保存的同時,建議擴大種植面積?!?/p>

                      “小時候家里的米很香,為什么現在吃不到了?超市里買的蔬菜,為什么沒有農民自家種的清甜?”張小明發現,住在大城市里的人時常有這樣的感嘆。這是因為,種植戶用的種子,大多從種子公司那里批量購買。長此以往,地方品種受到擠壓,以致于面臨“瀕?!钡娘L險。

                      “地方優質品種,一般產量比較低,只有一些老農民喜歡,就種兩三分地,自家種,自家吃,下一代人去了城市里,沒人種地了,很容易再也找不到了?!?/p>

                      浙江擁有大量這樣古老、特色、珍稀的地方種質資源。它們的流失,如同物種的消亡,每一年都在發生。省農作物種質資源庫,將為這些珍稀種質提供一片棲息之所。

                      五谷豐登,還包蘊著地方獨特的文化。很多地方品種都與當地的風土人情息息相關。

                      普查中發現的“東陽紅粟”,入選了農業農村部評選的2019年全國十大優異種質資源。當年,張小明也參與了東陽紅粟的申報工作。

                      東陽紅粟。圖片來自網絡。

                      東陽紅粟是長長的一串,顏色鮮艷,很適合作裝飾,據東陽人介紹,當地新房上梁,經常用紅粟點綴,結婚出嫁時,也要取一片紅粟,和其它谷物一起裝擔。在東陽人心里,紅粟不僅是糧食,更有吉祥、平安的寓意。

                      “保存地方種質,也是保存一段故事,保存一種文化?!睆埿∶髡f。

                      “這是一項戰略性的工作,要逐步挖掘,認真研究”

                      從外觀看,省農作物種質資源庫由三個部分組成:一棟三層樓高的綜合樓,供科研人員實驗、辦公用,緊挨著它,是存放種質的冷庫,比一層樓略高一些,此外還有一片150畝的試驗圃。

                      一樓、一庫、一圃,張小明說,把這三項設施集中在一個地方,在全國的種質庫中都是比較少見的,尤其是試驗圃的面積,比很多地方都要大很多。

                      這樣布局,是為了最大程度提高科研效率?!胺N質是活的資源,不是放起來就萬事大吉了,我們還要不斷去檢驗它們的生命力,要種植更新,這就是圃的作用?!?/p>

                      收到一份種質后,科研人員首先要在圃里把種子種上一季,一是為了挑選出質量最佳的選手,二是初步鑒定、比較,去掉重復的資源,接著才是干燥、包裝、稱重,入庫保存。冷庫一共由8間不同標準的單體庫構成,在-18℃的庫里,種質的生命力降到最低,能夠存放長達50年,同樣的材料在-5℃、2℃的庫中也有備份,進出更為方便。

                      入庫后,定期的檢測必不可少,種質的發芽率必須穩定在一定水平,一旦發芽率下降,或者存放期到了,就需要再重新種一遍。

                      種子在生命的“最后時刻”回到土地里,發芽、生長、結果,在這樣的輪回中,一次次延續它獨有的基因。

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                      省農科院海寧楊渡科創基地培育的農作物。圖片來自網絡。

                      此前的報道中提到,種質庫的近期種質貯存量有30萬份,遠期貯存能力達45萬份以上。然而,第一批種質計劃入庫5000份,如此龐大的庫容,什么時候才能放滿?

                      “其實現在國內存放種質的資源庫,很多都沒有超過10萬份,浙江的這個庫,是為未來10年、30年甚至更長的戰略需要設計的,也就是說,我們預期在未來一段較長的時間里存放30萬份種子,如果需要,還能繼續擴容到45萬份?!?/p>

                      張小明說,未來計劃通過立法、立規、開展合作等多種方式,收集育種專家培育的新種,最大限度發揮種質庫的作用。

                      此外,種質庫的研究人員還將做好每一份種質的基因鑒定、評價工作,建好信息共享平臺。

                      有人會問,這么多種質,每一份,都有它的價值嗎?

                      張小明說,他看得非常長遠?!拔覀儾黄谕恳环葙Y源都能立刻派上用場,現在的幾千份種質里,有幾份能馬上被利用起來,已經很不容易,這是一項戰略性的工作,要逐步挖掘,認真研究?!?/p>

                      張小明從1983年開始從事水稻新品種遺傳育種研究工作,他觀察到,論水稻產量,中國肯定是全世界最高的,但是最好吃的米卻不一定在中國。

                      “我們平常吃的米飯分為梗米和秈米,過去最好吃的粳米在日本,最好吃的秈米在泰國,通過科研人員的共同努力,現在我們已經有了超過它們的苗頭品種?!?/p>

                      為什么?他告訴記者,在過去很長一段時間,水稻選育的首要標準是高產,在一代代篩選的過程中,高產之外的基因性狀未得到保存,就逐漸丟失了。

                      種質庫的存在,為的是避免這樣的遺憾,從現在起,為農業的可持續、高質量發展,始終保留一份“希望的火種”。



                      來源:潮新聞  

                      作者:  

                      編輯:蔡少鳴
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