电影《流浪地球》里有一个细节,为了人类文明的延续,科学家们在空间站冷藏了1亿颗农作物种子,以防备环境的变化导致作物灭绝。这是地球毁灭时,人类文明延续计划“火种”的一部分。这样的“种子库”,在现实生活中真实存在。在我国,专门用来保存种子的地方,叫国家作物种质资源库,简称种质库。
为什么是“种质库”,而不是“种子库”?
种质和种子,一字之差,却有不同的内涵。
种质,是指具有生命力或者有可再生能力的一种遗传资源,包括种子、果实,还有植物的营养繁殖器官及离体培养的材料等。
种子,是植物的有性繁殖器官,是种质很重要的一个部分。相比种子,种质资源是一个更广义的概念。
我国目前最大的种质库,是位于中国农业科学院的国家作物种质库,于1986年建成,总面积3299平方米,保存了340种、52万份作物的种质资源。
在这里,来自全国各地的各种种子被分装在无数小纸袋中,上面标注着它们的“身份编码”。这份“种子身份证”能够轻松识别出它们来自何方、是何种类、有何特殊之处等信息。
什么样的种子有资格入库?
广义上,农业种质资源涵盖植物、动物和微生物。但科学家会通过精心筛选,挑选出最有价值的遗传材料和品种进行保存。
种质库更看重资源的多样性,并非单纯通过“好”“坏”来判断,只要有不同于其他资源的特点,就可以进行保存。
一个种质资源从采集到入库,仅前期的研究就需要两到三年,要把它先种到地里进行观察,以便鉴定该资源的特性和保护价值。种子经过整理、登记后,要进行7~14天的发芽率实验,这是种子入库前的第一道质量关,只有发芽率达到90%以上,才有资格进入保存寿命超过50年的长期库。
国家作物种质库发芽室,平均一年发芽3万份/次种质样品。接下来,工作人员会对通过发芽率测试的种子进行干燥处理,将它们的含水量控制在5%~7%,以便长时间保存。经过称重后,种子被分成3~4个包装,其中一个会被送往青海西宁的种质库,用于安全备份保存。
这些种质资源携带着遗传信息,珍藏在不同的种质库中,犹如一个个生命的胶囊,随时等待着被唤醒。
无种子作物如何保存?
种子会被送进低温种质库。这个仓库分为两部分,一部分是位于入口处的小适应间,温度比仓库外低,但没有达到零下18℃。入库或出库的种质资源,会在这里停留15天左右,适应温度的变化,然后进入下一步。另一部分就是核心库,里面遍布四五米高的架子,装满了内置种子的小金属罐。在零下18摄氏度、湿度小于50%的国家种质库,种子的保存寿命可延长到50年以上。
马铃薯、香蕉等作物没有种子,它们的种质资源以试管苗的方式保存。部分无性繁殖作物和濒危作物的试管苗,在12℃的无菌库中可以通过温度、湿度、光照调节中期保存。超低温液氮难度系数更高,百合茎尖、马铃薯茎尖、芋头茎尖等放入-196℃的液氮中,理论上可以永久保存。
还有些作物要种在地里保存它们,比如草莓,种的地方叫种质圃。一些动植物会在原产地保护它们,划定一个区域——原生境保护区。
目前我国还有一座新的种质库正在建设,地址位于中国农科院内。新库使用了更多的科技设备,将是一个全自动的智能库,设计容量为150万份。届时,中国的种质资源保存数量将超过美国(近60万份),位居世界第一。
此外,我国还有10个中期库,种子在零下4摄氏度的库中保存10-20年,主要任务是面向社会分发种子。
一粒种子就能富甲一方水土
来自新西兰的奇异果,大概12元一只,中国土生土长的猕猴桃,大概2元一只。一只奇异果的价格大概是一只猕猴桃的6倍。很多人都曾有疑问:明明它们所属的国度相隔如此遥远,为什么它们长这么像?莫不是失散多年的“兄弟”?
没错,奇异果、猕猴桃很久以前真的是一家。100多年前,一位新西兰老师从中国湖北带走了一粒猕猴桃种子,之后新西兰用这粒种子培育出味道更好的黄心猕猴桃,也就是奇异果。如今,奇异果不但统治了全球1/3的市场,还返销中国,价格比国产猕猴桃高出多倍。
而草莓也曾引起韩国和日本之间的争吵。据日本公开媒体报道,2018年平昌冬奥会上,日本队员在韩国吃到了一种非常美味的草莓,结果调查发现这种草莓是20年前一个韩国农民从日本带走的,之后还把品种进行了专利注册。日本媒体称仅五年就造成220亿日元(约13亿人民币)的经济损失。
一粒种子就能富甲一方水土,可见种子何等重要。
中国碗装中国粮,中国粮用中国种
今天在种子行业,国际技术专利已是绕不开的门槛。1930年开始,美国一些农业公司开始发展育种技术,改进出了性能更为优秀,并拥有技术专利的杂交种子,卖给农户。商业种子开始大行其道,并渐渐垄断全球各地,影响也渗透到了中国。近年来,70多家国际种业巨头悄然进入中国市场。中国北方蔬菜基地山东寿光,洋种子垄断市场的现象曾经非常严重。2008年高峰时,洋种子幾乎占据了寿光60%以上的市场,价格也一路飙升。
洋种子侵占中国市场,一定程度上反映了中国在生物育种技术层面,与先进技术确实有差距。一些关键技术、原始专利被跨国公司多数掌握,有受制于人的潜在危险,而这也是中国种业卡脖子的关键点之一。
好在国家及时发现问题,奋起直追,如今不仅差距逐渐缩小,还走出了有中国特色的发展路线。
2020年12月17日,完成探月任务的嫦娥五号返回地球,带回的礼物除了月球土壤,还有一批参与太空旅行的作物种子。华南农业大学提供的40克水稻种子就在其中。令人惊喜的是这批种子刚回家不久,有些就已萌芽。 中国是全球最早进行航天育种研究的国家,每次航天发射都会带种子上太空。带包种子上去,转一圈,回来以后有些种子就变得非常好,确实很神奇。
而我们的秘密武器还有很多,海水稻也是其中之一。 “海水稻”也就是耐盐碱水稻,是指能在沿海滩涂和盐碱地生长,可以不施肥、不打农药、不惧海水短期浸泡的水稻品种。中国有15亿亩盐碱地,小小海水稻种子背后是万亿级的产业蓝图。
生物育种方面,我们在海南、甘肃和四川,已经建立了三大国家级种子繁育基地。截至2019年底,我国自主研发的蔬菜品种已经达到69个。目前,我国农作物自主选育品种面积占比超过95%,尤其是水稻、小麦两大口粮作物品种完全自给。
农业种质资源是保障国家粮食安全与重要农产品供给的战略性资源,是农业科技原始创新与现代种业发展的物质基础。人类未来面临的食物、能源和环境危机的解决都有赖于作物种质资源。作物种质资源越丰富,基因开发潜力越大,生物产业的竞争力就越强。保护种质资源,维护生物多样性,在人口众多的中国,显得尤为重要。
我国种子供给有保障,能有力支撑中国粮食安全。对中国种业来说,要把科技自立自强摆上突出位置,力争打好种业翻身仗,确保中国碗装中国粮,中国粮用中国种。
本文综合自央视三农、央视财经、人民日报、新华网等
编辑??? 沈不言?? 786559681@qq.com
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