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延续物种的生命之链,国家植物种质资源库主体建筑年内落成

发布时间:2025-04-18 16:47:16

今年4月18日是国家植物园揭牌运营三周年。记者获悉,“国家植物种质资源库”项目全面开工建设,预计年内完成主体建筑施工。这一项目将实现我国受威胁植物、特有植物、全球珍稀濒危植物、具有重要利用价值植物种质资源安全保存。

为什么要建“国家植物种质资源库”

国家植物种质资源库位于国家植物园(北园)西侧,总占地面积6万平方米,总建筑面积1.1万平方米。建筑尊重场地的山水环境,依山就势地镶嵌于地景之中,宛若磐石;采用分散舒展的体量,沉静稳重,既体现大国重器的形态,又与万生苑温室隐显呼应,相合共生。国家植物种质资源库预计年内完成主体建筑施工。

国家植物园管委会主任、正高级工程师贺然介绍:“种质资源库承载着三重时代使命:作为遗传信息的诺亚方舟,维系着物种基因的多样性宝库;作为生态文明的稳压器,为应对气候变化提供关键性战略储备;作为绿色科技的种子库,持续供给粮食安全、生态修复、清洁能源等领域的创新源泉。通过现代科技将濒危物种的遗传火种永久封存,使优质基因资源突破时空界限实现代际传承,其战略价值不仅在于守护当下的生态安全,更在于为未来文明预留可持续发展密钥,堪称保障民族永续发展的国之重器。”

建设种质资源库有着严峻的生态背景。由于气候变暖、人类活动等因素,众多物种生存面临危机,大量濒危植物野外种群数量锐减。以我国为例,约3000种植物处于濒危状态。国家植物园(北园)高级工程师、种子学博士李爱花向记者进一步解释,国家植物园通过迁地保护,将这些濒危物种妥善保存,同时构建DNA库,如此一来,即便野外物种近乎灭绝,仍可凭借这些保存的种质资源进行繁殖,使其回归自然,延续物种的生命之链;一旦国家有种植需求,便能及时提供原始种子或基因,助力生态平衡的维持与恢复。

探访预备库揭秘种子保存方法

国家植物种质资源库将配备国际一流的保存设施系统,包括-20℃长期保存库、-196℃液氮超低温保存系统、试管苗库、DNA库和活体植物资源圃等多种资源类型保存单元,保证全覆盖保藏各种资源类型植物资源。

虽然种质资源库尚未建成,但其预备库已经于去年年底投入使用。昨天,记者对预备库进行了探访,从中可以窥见先进的种子存储技术。

种子的存储流程严谨且细致,每一个环节都关乎物种保存的成败。各地采集来的种子送达种质资源库后,首先进行登记,就像给种子办理“身份证”;接下来进行种子清理,去掉多余的果皮、枝叶等杂质,确保每一颗种子都干净整洁。记者去探访的时候,工作人员正在清理水青树的种子。这种植物的种子体积微小,如同沙粒,工作人员先用筛子反复筛选,筛完还要用镊子一粒一粒地挑选。清理后的种子进入质量检测环节,利用X光设备为种子做“体检”,检测是否有空瘪种子,计算饱满率,以便后续准确计数。计数时,一些微小的种子需要用到超微量天平,能够称量到微克级别。

计数完成后,种子被装入培养皿当中入库。“为实现种子的长期保存,需要创造低温干燥的环境。研究表明,种子含水量每下降1%,寿命约增加一倍;保存温度每下降10摄氏度,寿命同样翻倍。目前国际通用的标准是将种子含水量控制在5%左右,密封后置于-20℃的冷库中。这样的条件下,种子保存寿命从1年左右提升至20年甚至50年。”李爱花博士介绍。

并非所有种子都能适应常规保存条件。对于不耐失水的顽拗性种子,如板栗、银杏等,科研人员采用试管苗保存方式,将种子消毒后置于培养基上培育成小苗,再通过控制温度等条件,使培养瓶中的小苗生长缓慢却保持存活。

对于某些需要研究或繁殖利用的种子,会对其进行萌发试验。科研人员为每个物种的种子设置不同萌发条件,包括温度梯度、昼夜温差、光照条件等。指着《萌发登记表》上的记录,李爱花博士说:“你看这个黑果枸杞,一开始怎么也不发芽,后来我们加了赤霉素,到第7天的时候,有14粒种子发芽了。这说明,赤霉素在黑果枸杞的种子萌发过程中起到了重要作用。”

这里还有一种-196℃液氮超低温保存系统,主要用于保存短寿命种子、茎尖、花粉孢子等。就拿国家植物园著名的海棠来说,已开展多种海棠花粉的保存工作。“比如说我们要用两种海棠进行杂交,但它俩并不是同一时间开花,我们就先把花粉保存起来,等时机合适时再进行杂交试验。”李爱花博士说,这种保存技术在园艺杂交育种中具有重要意义,可以解决不同花期植物杂交难题。

中国80%高等植物种质资源将得到保存

目前,国家植物种质资源库预备库已经完成新疆、吉林、山东、河北等全国12个省、市、自治区的野生植物资源调查,累计收集野生植物种质资源、DNA材料近10000份。

特别值得一提的是,国家植物种质资源库库区采用了模块化设计,各保存单元既可独立运行又能协同工作,为未来扩容预留了充足空间。遵循“广泛收集、科学保存、深入研究、永续利用”的方针,规划收集来自世界范围内的植物种质资源7万种以上约200万份,涵盖中国约80%高等植物种和世界约10%高等植物种的植物种质资源。国家植物种质资源库计划30年完成整体收集目标,包括植物种子110万份,试管苗种质5万份,DNA63万份,植物活植株7万份,花粉和孢子8万份,超低温保存植物组织器官、植物微生物等种质7万份,成为我国存储容量最大的种质资源库。

来源:北京日报 记者:代丽丽

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