種子庫，守護全球生物多樣性

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種質資源關乎人類社會可持續(xù)發(fā)展。近年來，隨著《生物多樣性公約》《糧食和農(nóng)業(yè)植物遺傳資源國際條約》等相繼實施、生物技術及其產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展等，世界各國更加認識到種質資源的重要性，紛紛加強收集和保護工作。

 

去年12月舉行的《生物多樣性公約》第十五次締約方大會通過了具有里程碑意義的“昆明—蒙特利爾全球生物多樣性框架”，提出反轉生物多樣性喪失曲線的宏偉目標，包括在2050年前制止已知受威脅物種的人為滅絕，所有物種的滅絕率和風險減少到原來的1/10。當前，分布于世界各國的各類“種子銀行”，存儲了地球上數(shù)百萬物種的遺傳密碼，保護著地球生物多樣性，守衛(wèi)著糧食安全的底線，也為生物資源開發(fā)利用提供了重要平臺。

 

保存綠色財富的特殊銀行

 

據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織估計，自上世紀初以來，世界已喪失約75%的農(nóng)業(yè)生物多樣性。在諸多應對措施中，分布于全球各地的種子庫被視作保護物種多樣性的“保險庫”。在位于北京的中國農(nóng)業(yè)科學院、挪威斯瓦爾巴群島的北極永久凍土中、澳大利亞悉尼市遠郊的安南山地區(qū)、英國南部的韋克赫斯特植物園等都儲存著寶貴的綠色財富——種子。目前，全球已建成種子（質）庫約1750座，共收集保存740多萬份種質資源，絕大部分都以農(nóng)作物種子為保存對象。

 

種子的科學儲存一般包含自然采集、清潔、干燥、儲存等步驟。在零下20攝氏度左右低溫冷庫中，種子可以存活幾十年、幾百年甚至幾千年。種子庫的建設一般需要達到較高安全標準，2008年啟用的挪威斯瓦爾巴全球種子庫建在距離北極點約1300公里的永凍冰山深處，常年維持零下18攝氏度低溫。截至2020年底，該種子庫已擁有來自世界各地的農(nóng)作物種子超過107萬份。它擁有獨特的地理位置優(yōu)勢，為全球很多貯存機構的農(nóng)作物種子提供備份保存。

 

近年來，不少國家更加注重野生植物種子的保護和研究。國際生物多樣性中心和國際熱帶農(nóng)業(yè)中心的報告指出：“對主要作物產(chǎn)量下降的預測表明，氣候變化將對我們種植所需糧食的能力造成前所未有的壓力。開發(fā)能夠應對高溫、干旱和洪水以及病蟲害的作物品種，很可能是我們?yōu)檫m應氣候變化所能采取的最重要步驟。”

 

中國西南野生生物種質資源庫（以下簡稱“西南種質庫”）研究人員楊湘云告訴記者，野生生物種質資源是培育新品種的資源寶庫。比如農(nóng)作物野生近緣植物蘊藏有抗病蟲害、抗逆性等優(yōu)良基因，通過雜交可以轉移到栽培種中，從而提高作物產(chǎn)量，增強其應對氣候變化等惡劣環(huán)境條件的能力。這些資源一旦消失，可能對人類社會可持續(xù)發(fā)展造成不可估量的損失。

 

英國韋克赫斯特植物園內的千年種子庫是世界上最大的野生植物種子庫之一，目前儲存了來自100多個國家和地區(qū)的4萬多種植物、24億多粒種子，物種數(shù)占世界種子植物的16%。入庫后的種子，每10年或20年檢測一次萌發(fā)率。研究人員發(fā)現(xiàn)，有多達36%“極危”物種種子不適合通過低溫脫水的方式保存，部分來自熱帶雨林等與種子庫溫濕環(huán)境差異較大地區(qū)的種子也無法耐受當前的保存環(huán)境，因此需要在更多地點，用更多方式來儲存。

 

為種質資源保護貢獻中國力量

 

中國以農(nóng)業(yè)為主的種質資源庫建設起步較早、成果豐碩，目前中國農(nóng)作物種質資源長期保存數(shù)量超過52萬份，保存總量居世界第二位。近年來，對于野生生物種質資源的保存也在中國獲得長足發(fā)展。

 

走進中科院昆明植物研究所西園，循著起伏的道路登上園內海拔最高的元寶山山頂，就來到西南種質庫的主體建筑。保存種子的冷庫位于地下6米深處，雙回路供電和備用大功率柴油發(fā)電機保障了特殊情況下的電力供應。截至2020年年底，這里僅植物種子就保存有10601種85046份，占中國有花植物物種總數(shù)的36%，已成為亞洲第一、世界第二的野生植物種子庫。

 

依托西南種質庫，昆明植物研究所啟動中國野生植物DNA條形碼研究，提出國際核心DNA條形碼新標準，建立起龐大的植物遺傳信息數(shù)據(jù)庫，收錄中國近萬種重要植物12萬個DNA條形碼及其物種相關信息。DNA條形碼利用基因片段對物種進行快速鑒定，不僅在生物多樣性調查檢測方面功能強大，還在食品安全、生物檢驗檢疫、流行病學等領域有廣闊應用前景。“中國是全世界1/10植物物種生存的家園，把中國的生物多樣性保護工作做好，是對全球生物多樣性保護的巨大貢獻。”楊湘云說。

 

在昆明植物研究所的園子里，一棵樹的紀念匾上寫著：“保存今天的種子，留作明天的禮物。”2011年，來自13個國家和地區(qū)的17名代表在這里參加“種子保存技術”國際培訓班，種下了這棵希望之樹。目前，通過與世界混農(nóng)林業(yè)中心等合作，西南種質庫已收集保藏40多個國家的2000多份重要植物種子。

 

奧耶托拉來自尼日利亞，2017年在中國科學院與發(fā)展中國家科學院院長獎學金計劃支持下，他來到西南種質庫攻讀博士學位，目前以博士后身份在此工作。“老師和同學們組成了緊密聯(lián)系的研究團隊，我在這里的收獲很大。”他告訴記者，尼日利亞擁有多種地形和紅樹林、濕地、雨林、草原等不同生態(tài)系統(tǒng)，將來他學成回國后將為非洲生物多樣性研究和保護作出更多貢獻。

 

攜手編織物種多樣性保護網(wǎng)

 

守護種子安全是人類的共同任務。分散在世界各地的種子庫通過種子交換、經(jīng)驗交流等，攜手編織物種多樣性保護網(wǎng)。

 

英國千年種子庫與97個國家和地區(qū)的260個機構建立了合作伙伴關系。記者在其實驗室外的白板上看到幾行手寫的公告：“我們收到來自贊比亞、巴西、馬達加斯加的新種子，并有來自中國從事種子保護項目的研究人員參觀訪問。”據(jù)介紹，自2013年以來，千年種子庫的技術人員幫助開發(fā)了7家新的國際種子庫。這使得一些珍稀植物種子有了儲存的備份，給這些物種上了多重保險。

 

2022年3月，哥倫比亞宣布成立世界最大的熱帶作物基因庫，命名為“未來種子庫”，主要收藏豆類、木薯和熱帶牧草等。它由國際生物多樣性中心和國際熱帶農(nóng)業(yè)中心管理，擁有來自100多個國家和地區(qū)超過6.7萬個樣本。據(jù)悉，這里還將利用基因組學、大數(shù)據(jù)、無人機和人工智能等技術，加速開發(fā)適應氣候的作物。

 

新加坡植物園種子庫于2019年建成，可以存放2.5萬種植物種子，相當于東南亞一半的植物品種。種子庫面向公眾開放，專門介紹存放種子的類型、存放過程等，幫助公眾了解種子及生物多樣性保護的重要意義。

 

種子庫對于全球范圍內的生態(tài)修復意義重大?！犊茖W》雜志網(wǎng)站日前刊登的文章指出：“如果沒有足夠的種子供應，全球生態(tài)恢復努力就有失敗的風險。”文章呼吁各方共同努力，分享知識和資金，建立數(shù)量充足的種子庫，以解決生態(tài)系統(tǒng)恢復過程中種子供應短缺問題。