本帖最后由 youdong 于 2015-7-1 16:44 編輯 位于云南省昆明市的植物園,,因種植著眾多云南名貴花卉和珍稀瀕危植物聞名于世,,每年吸引著大量中外游客前往參觀,。在植物園的一隅,一座四層樓的建筑在高大樹木的掩映下,顯得很不起眼,,但這里卻是許多野生植物種子的“家園”,,保存著中國及其他國家的珍稀野生植物種質(zhì)資源。它猶如一個(gè)避難所,,讓野生植物免于滅絕的厄運(yùn),。 2014年12月,冬日的昆明溫暖如春,,和煦的陽光透過窗外的樹木灑在楊忠蘭的身上,她正在洗手池邊忙著清洗種子,。楊忠蘭是中國西南野生生物種質(zhì)資源庫(簡稱種質(zhì)庫)的種子清理員,,這座占地面積并不是很大的種質(zhì)庫,保存著國內(nèi)外眾多野生植物種子,,是中國第一座國家級(jí)野生生物種質(zhì)資源庫,,目前也是亞洲最大、世界第二大的野生植物種質(zhì)庫。 在中國西南野生生物種質(zhì)資源庫的展廳里,,有一面墻上密密麻麻地安裝著許多亞克力桿,,每一個(gè)桿中都嵌入若干顆種子,構(gòu)成了一個(gè)種子的小世界,。這些亞克力桿是上海世博會(huì)英國館“種子圣殿”曾使用過的,,在種質(zhì)庫的大樓里,幾乎隨處都可以看到與種子相關(guān)的東西,,種子博物館,、比人胳膊還要粗的豆莢果實(shí)、各種各樣的植物鑒別圖鑒,、用松塔做成的小工藝品……這座占地面積并不是很大的種質(zhì)庫,,是中國第一座國家級(jí)野生生物種質(zhì)資源庫,目前也是亞洲最大,、世界第二大的野生植物種質(zhì)庫,。 “我是從種質(zhì)庫剛開始采集種子的時(shí)候就當(dāng)種子清理員了,經(jīng)過我手里處理的種子少說也有兩千多種了,?!?5歲的楊忠蘭一邊工作,一邊笑瞇瞇地說,。她手中那些網(wǎng)眼大小各異的過濾盤就像魔法盤一樣,,一層層地過濾掉果皮、果肉,,然后把藏納其中的種子過濾出來,。洗洗涮涮半個(gè)多小時(shí)后,楊忠蘭眼前原本肉泥一般的果子,,赫然變成了一小堆干凈飽滿的種子,。她把它們平攤在一個(gè)個(gè)小篩子上晾曬,這些種子曬干后,,再經(jīng)過篩選,,即將會(huì)成為種質(zhì)庫中的一分子,在零下20攝氏度的恒溫冷藏庫中“冬眠”,。在那里,,它們可以存活幾十年、數(shù)百年,,甚至上千年,。 加了一件厚外套之后,楊忠蘭用車子推著已經(jīng)初步干燥好的種子,,打開干燥間厚重的金屬密閉門,,這里是種質(zhì)庫的核心工作區(qū)域,,十余名工作人員有條不紊地工作著。之所以要加衣服,,是因?yàn)檫@里的工作環(huán)境常年保持在“雙十五”(濕度15度,、溫度15度)標(biāo)準(zhǔn),在這樣的條件下,,種子的含水量可以降到5%左右,,是干燥種子的理想環(huán)境。 每一粒進(jìn)入種質(zhì)庫冷藏保存的種子,,都要經(jīng)過嚴(yán)格的管理流程:從種子采集,、運(yùn)輸和接收到種子鑒定、種子數(shù)據(jù)入庫,,再經(jīng)過初步干燥,、種子清理和分析檢測(cè)、種子計(jì)數(shù)和主要干燥的復(fù)雜流程,,最終才會(huì)分裝入庫,。而且入庫的種子還要經(jīng)過兩次萌發(fā)實(shí)驗(yàn),以監(jiān)測(cè)其活力情況,。 看不到硝煙的基因爭奪戰(zhàn) 種質(zhì)庫的主要工作就是采集,、保存、鑒定珍貴的野生植物種子,,為什么那么多研究人員,,要花那么大的力氣保存這些種子呢? 一個(gè)故事在野生生物種質(zhì)資源庫的驗(yàn)收會(huì)上被多次提及,。上個(gè)世紀(jì)50年代中期,,美國14個(gè)州發(fā)生大豆孢囊線蟲病,使得大豆產(chǎn)業(yè)受到毀滅性打擊,,結(jié)果產(chǎn)自我國的“北京小黑豆”成了美國大豆的“救星”,。美國農(nóng)業(yè)部將其抗病基因轉(zhuǎn)育到當(dāng)?shù)卦耘嗟拇蠖怪校尚碌母弋a(chǎn)抗病品種,,使大豆產(chǎn)量迅速復(fù)蘇,。 采集人員就像“救火隊(duì)員” 種質(zhì)庫的種子主要來源于野外采集,上圖為2014年11月,,種質(zhì)庫采集組在獨(dú)龍江鄉(xiāng)馬庫村收集紅花栝樓的植物標(biāo)本,。獨(dú)龍江被植物學(xué)家認(rèn)定為“野生植物天然博物館”,,是我國原始生態(tài)保存最完整的區(qū)域之一,。由于交通不便,獨(dú)龍江一直是植物研究比較薄弱的地區(qū)之一,。2014年,,貢山到獨(dú)龍江的公路開通后,,種質(zhì)庫立刻派人員去收集植物標(biāo)本。采集工作就像救火一樣,,與城市開發(fā)搶時(shí)間,、搶地盤,才能避免一些植物變得瀕危甚至滅絕,。 中國是大豆的原產(chǎn)地,,擁有世界上已知野生大豆品種的90%,共超過6000多種,。同時(shí),,大豆也是中國最早食用和種植的五谷之一,栽培歷史在4000年以上,。直到上世紀(jì)六七十年代,,中國仍是世界上最大的大豆生產(chǎn)國和出口國。但從70年代起,,美國就取代中國,,成為世界上大豆最大的生產(chǎn)國和出口國,而中國卻成了大豆及豆制品的進(jìn)口大國,。而這一切的基礎(chǔ),,都源自美國引進(jìn)優(yōu)質(zhì)基因改良的當(dāng)?shù)卮蠖蛊贩N。 1974年9月,,美國派出一個(gè)植物代表團(tuán)訪問中國,,其中有著名大豆遺傳學(xué)家布爾納德。當(dāng)他們結(jié)束訪問準(zhǔn)備回國時(shí),,布爾納德在上海虹橋機(jī)場候機(jī)樓外的小路旁,,采集到一株野生大豆,并將它帶回美國,,這株大豆就是現(xiàn)今轉(zhuǎn)基因大豆的藍(lán)本,。 2003年,國家開放了大豆的進(jìn)口限制,,大量轉(zhuǎn)基因大豆進(jìn)入中國市場,。這些攜帶著中國大豆基因的轉(zhuǎn)基因大豆,比中國種植的大豆價(jià)格便宜了約10%,,出油量又多了約17%,。此后,,大量中國本土大豆品種被迅速淘汰,??纯瓷磉叺霓D(zhuǎn)基因大豆及其產(chǎn)品,,誰會(huì)想到它與中國的野生大豆有如此的淵源,。由于控制不了大豆市場,,我們也喪失了對(duì)食用油的定價(jià)權(quán),,國內(nèi)食用油價(jià)格只得任由外資擺布,。 “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,?!敝参飳W(xué)家、中國科學(xué)院院士吳征鎰教授曾發(fā)出這樣的感慨,。他也是創(chuàng)立中國西南野生生物種質(zhì)資源庫的倡導(dǎo)者和先驅(qū),,沒有他,可能就不會(huì)有今天種質(zhì)庫的存在,。 1999年8月8日,,時(shí)任中國科學(xué)院昆明植物研究所名譽(yù)所長的吳征鎰院士致信國務(wù)院總理朱基,提出要盡快建立云南野生生物種質(zhì)資源庫,,這是中國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)全球競爭的戰(zhàn)略重點(diǎn),,也是國家利益所在。吳征鎰建議將種質(zhì)庫建在云南,,他在信中寫道:“云南省擁有植物15000多種,,約占全國的五成……是中國未來生物技術(shù)發(fā)展的根本性資源基礎(chǔ)?!?004年,,國家發(fā)改委正式批準(zhǔn)在昆明建設(shè)中國西南野生生物種質(zhì)資源庫,并于2007年開始運(yùn)行,。 選種子的過程好似“選美” 在種質(zhì)庫儲(chǔ)藏的每顆種子,,都是經(jīng)過了嚴(yán)格的篩選。在初干燥間里,,已經(jīng)被清理完畢的種子在這里被分裝入瓶,,之后它還要經(jīng)過X光機(jī)檢測(cè)質(zhì)量、編號(hào),、進(jìn)一步干燥,,最后才能進(jìn)入自己“冬眠”的去處——零下20攝氏度的冷庫。 種質(zhì)庫不等于種子庫 楊忠蘭清洗的這批“新成員”,,來自于2014年11月種質(zhì)庫在云南省怒江傈僳族自治州境內(nèi)的采集項(xiàng)目,。采集部張挺是這次項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人,他興奮地捧著一把種子問我們:“這是我們庫里目前收集到的最大種子,,你猜猜是什么種子,?” 那些種子有一元硬幣大小,紡錘形的種殼上布滿一道道縱紋,,乍看起來有點(diǎn)兒像新疆的大堅(jiān)果“巴旦木”,。明顯知道答案的楊忠蘭在旁邊笑而不語,我們則猜了半天也沒猜對(duì)?!斑@是珙桐的種子,,它們可是采集部的蔡杰他們從豬口奪食,搶回來的勝利果實(shí),!” 李徳銖 中國科學(xué)院昆明分院院長 中國西南野生生物種質(zhì)資源庫主任,、研究員 由于經(jīng)濟(jì)開發(fā)、人類活動(dòng)的加劇和全球氣候變化,,野生植物的種質(zhì)資源正在面臨著嚴(yán)重威脅,。普通野生稻在云南的分布點(diǎn)已由上世紀(jì)80年代初的26個(gè)變成現(xiàn)在的2個(gè),藥用野生稻的許多分布點(diǎn)已經(jīng)消失,。建設(shè)中國西南野生生物種質(zhì)資源庫,,對(duì)我國的生物多樣性保護(hù)意義重大,為我國生態(tài)文明建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展提供了生物資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備,。目前國際上通用的種子保存方式是將種子在室溫15攝氏度和相對(duì)濕度15%的條件下充分干燥后,,置于零下20攝氏度的冷庫中保存。這種保存方式可以保存大約75%—80%的物種,,即所謂“常規(guī)型”種子,,使其在數(shù)百年乃至幾千年之后仍然可以保持較高的萌發(fā)率。對(duì)于許多在熱帶雨林,、亞熱帶季風(fēng)常綠闊葉林等高溫,、高濕環(huán)境下生長的物種,即脫水敏感的“頑拗型”物種,,上述方法可能使其種子迅速喪失活力,,因此只能通過制造“人工種子”的方式,將其幼胚經(jīng)過特殊處理后置于液氮中超低溫保存,。目前種子超低溫保存的研究尚處于初始階段,,大部分頑拗型乃至“中間型”種子的保存問題,還沒有可行的解決方案,,需要加大力度以攻克這類科技難題,。最新的研究發(fā)現(xiàn),有不少“常規(guī)型”種子在通用的種子保存條件下壽命也不盡相同,,如分布在高山冷濕環(huán)境下的一些毛茛科植物,,其種子在幾個(gè)月內(nèi)萌發(fā)率顯著下降,而位于低山干燥環(huán)境下的種子萌發(fā)率較高,。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因還不是很清楚,,目前認(rèn)為可能是這些物種長期對(duì)高濕環(huán)境適應(yīng)產(chǎn)生的。在長期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中,,人們對(duì)經(jīng)常使用的1200多種作物的種子生物學(xué)有較好的研究,,但對(duì)大自然中30萬多種野生植物的研究則非常欠缺。 這批珙桐種子采自貢山獨(dú)龍族怒族自治縣獨(dú)龍江鄉(xiāng)雄當(dāng)村附近的山上,。在那里,,采集部的蔡杰和同事發(fā)現(xiàn)了獨(dú)龍江鄉(xiāng)面積最大的一片珙桐林,。珙桐俗稱水梨子、鴿子樹,,因其模式標(biāo)本采自四川珙縣,,葉片形狀像桐子葉,故命名珙桐,。珙桐是珙桐科珙桐屬落葉喬木,,該屬僅有珙桐和光葉珙桐兩種,是我國特有的第三紀(jì)孑遺植物,,故有“植物活化石”和“綠色熊貓”之稱,,被列為國家一級(jí)珍稀保護(hù)植物。 由于珙桐樹干高大,,蔡杰他們用高枝剪剪下帶果的枝條,,沒料到果子剛掉到地上,一群家豬便蜂擁而上,,搶奪珙桐的果子,。張挺笑著說:“珙桐的果子很像獼猴桃,我們本來也不確定它的果肉是否可以食用,,沒想到那群豬幫我們找出了答案,。后來我才想起來,此前在瀾滄江畔采集的時(shí)候,,在當(dāng)?shù)乩圩宓恼Z言里,,珙桐果子就是‘猴子愛吃的果子’的意思?!碑?dāng)時(shí)與豬奪食的現(xiàn)場,,忙亂程度可想而知,這也算是采集人員工作中的一個(gè)小插曲,。 在種質(zhì)庫目前采集過的種子中,,最大的就是珙桐種子,有一元硬幣大小,,最小的種子只有幾微米大,,細(xì)如灰塵,如緣毛鳥足蘭(Satyrium ciliatum)種子只有1.36×10-7克,,只有在顯微鏡下才能看到其真貌,,蘭花的種子基本上都是這種類型的。種子的形態(tài)和生物學(xué)特性千差萬別,,這給種子的保存技術(shù)帶來了很大麻煩,,過大或過小的種子很難徹底干燥,不能使用干燥法低溫保存種子的實(shí)體;還有些種子含水量很大(30%—60%),,干燥后無法正常萌發(fā),,甚至死亡,這類種子被稱為頑拗型種子,,產(chǎn)于熱帶和亞熱帶地區(qū)的許多果樹如荔枝,、板栗、芒果都屬于這種類型,。 這里是珍稀植物的避難所 工業(yè)化時(shí)代的人口增長,、空氣污染以及氣候變化等原因使得植物的生境遭到了嚴(yán)重的破壞,,不少物種已經(jīng)變得瀕危甚至滅絕,。種質(zhì)庫為它們提供了一個(gè)避難所,在零下20攝氏度的冷庫中,,一瓶瓶種子被分門別類地放置在架子上,。目前中國西南野生生物種質(zhì)資源庫已經(jīng)保藏了218科、1846屬,、8855種,、65067份種子。 對(duì)于這些特殊的種子,,只能為其打造更加舒適的“環(huán)境”,,比如將植物種植在資源圃內(nèi);在超低溫環(huán)境下,,離體保存植物可供繁殖的組織,,包括花粉、胚或葉尖等,;還可以從植物的葉片或種子中提取DNA進(jìn)行保存,。因此在種質(zhì)庫的“大家庭”里,除了有宏觀的實(shí)體種子,,還有大到植株小到花粉,,甚至微觀到植物的DNA,這些攜帶植物遺傳信息的資源統(tǒng)稱為種質(zhì)資源,。 在種質(zhì)庫的離體庫里,,保存了一株采自1978年的鐵皮石斛(Dendrobium officinale),這株蘭花可以說是種質(zhì)庫的鎮(zhèn)庫之寶了,。離體庫可以改變植物的生存條件,,讓它的生長變得緩慢,然后定期從植株上取下一段組織,,再次進(jìn)行離體培養(yǎng),,解決不能使用干燥法的植物種子的保存問題。而DNA庫是種質(zhì)資源保存技術(shù)的又一大突破,DNA分子因攜帶生命個(gè)體的所有遺傳信息,,保存了了物種完整的遺傳信息,,就意味著對(duì)生命體的保存。DNA庫除了解決不能使用干燥法的植物種子的保存問題,,還為鑒定和利用植物的優(yōu)質(zhì)基因提供了“樣品”,。前文提到的大豆基因爭奪戰(zhàn),就是利用植物的優(yōu)質(zhì)基因改良品種性狀的典型案例,。 種質(zhì)庫的“家庭”里不光有種子 在種質(zhì)庫里,,除了保存有宏觀的實(shí)體種子,還有大到植株小到花粉,,甚至微觀到植物的DNA,,這些攜帶植物遺傳信息的資源統(tǒng)稱為種質(zhì)資源。在離體庫中,,植物的葉尖或花粉等組織被細(xì)致地養(yǎng)在培養(yǎng)基中,,這里是那些種子不能適應(yīng)冷庫低溫環(huán)境,或是種子在脫水干燥時(shí)就死亡的植物的家園,。 未雨綢繆的種子銀行 其實(shí)對(duì)于野生生物資源的保存,,西方國家已遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在了前面。早在1946年,,美國就建立了國家植物種質(zhì)系統(tǒng),;1997年英國投資8000萬英鎊啟動(dòng)了千年種子庫項(xiàng)目;2008年挪威在北極圈斯匹次卑爾根島的一處山洞中,,修建了“世界末日種子庫”,。截至2010年,據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的統(tǒng)計(jì)資料顯示,,目前全世界有近1750座種質(zhì)庫,,收集保存的農(nóng)業(yè)和糧食植物種質(zhì)資源已達(dá)740萬份。 “從這個(gè)層面來說,,如果中國沒有自己的種質(zhì)庫,,一旦某些物種在中國消失,將來可能不得不花費(fèi)巨資向外國買回自己的資源,?!狈N質(zhì)資源庫的主管楊湘云博士說。其實(shí)這樣的情況已不乏先例,,野生獼猴桃原產(chǎn)于中國,,新西蘭將中國的野生獼猴桃品種帶回國,搖身一變地育成品種“基維果”,,成了主導(dǎo)國際獼猴桃市場的新品種,;野生月季原產(chǎn)于中國,,大約200年前傳入歐洲,經(jīng)國外育種專家培育出香水月季,,而今國內(nèi)花卉市場的香水月季90%要依賴國外進(jìn)口,。 高愛農(nóng) 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 作物科學(xué)研究所研究員 種質(zhì)是指親代傳遞給子代的遺傳物質(zhì),通常是指所有攜帶遺傳物質(zhì)的活體,。就植物而言,,除了包括種子,還有植株,、根,、莖、胚芽和細(xì)胞等等,,也包括DNA片段,。植物種質(zhì)資源保存方式一般分為原生境保存和非原生境保存。原生境保存是指在原來的生態(tài)環(huán)境中,,就地進(jìn)行繁殖保存種質(zhì),,如建立自然保護(hù)區(qū)或天然公園等途徑來保護(hù)野生及近緣植物物種,。非原生境保存是指種質(zhì)保存于該植物原生態(tài)生長地以外的地方,如建設(shè)低溫種質(zhì)庫,、田園種質(zhì)庫(種質(zhì)圃、植物園)以及試管苗種質(zhì)庫和植物DNA庫等,。一般而言,,植物種質(zhì)資源庫是指以植物種質(zhì)資源為保護(hù)對(duì)象的保存設(shè)施。種質(zhì)庫保存的類型有植物的種子,、營養(yǎng)器官,、細(xì)胞和組織,甚至是DNA片段等多種形式,,保護(hù)的物種從有性繁殖植物到無性繁殖植物及頑拗型種子植物等,。植物DNA庫是近年發(fā)展起來的保存種質(zhì)資源的一種方式,常見的保存方式有組織保存,、細(xì)胞或細(xì)胞核保存,、DNA分子保存、基因組文庫保存,、cDNA文庫保存,、特異基因片段保存等。DNA庫一般保存在低溫(零下20攝氏度)或超低溫(零下80攝氏度或零下196攝氏度)條件下,,理論上講,,可以保存幾十年、上百年或者更長時(shí)間,。DNA分子攜帶生命個(gè)體所有遺傳信息,,保存了種質(zhì)資源完整的DNA,就意味著對(duì)生命體的保存。但是DNA庫目前因?yàn)楦鞣N原因,,并不是用來保存所有的種質(zhì)資源,,重點(diǎn)是保存特有、珍稀,、瀕危和野生的植物種質(zhì)材料,,以及那些難以得到種子或種子在傳統(tǒng)種質(zhì)庫不易保存的種類。近年來,,世界范圍內(nèi)建立了許多更安全更長久保存的種質(zhì)庫,,如挪威斯瓦爾巴群島的“末日種子庫”,約1億粒世界各地的農(nóng)作物種子被保存在零下18攝氏度的地窖中,,該種子庫堪稱全球最安全的基因儲(chǔ)存庫,;英國南部的“千年種子銀行”,在全球各地尋找采集瀕臨滅絕,、地方獨(dú)有和有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物種子,,被稱為植物的“諾亞方舟”;我國國家海洋藥源生物種質(zhì)資源庫在福建已正式啟動(dòng)建設(shè),,欲打造海洋生物的“諾亞方舟”,。俄羅斯媒體最近報(bào)道稱,俄將建首座地球生物材料庫,,它將集合地球上已經(jīng)滅絕的,、正在瀕危的以及尚存的所有生命體的信息庫,并將該項(xiàng)目稱為“諾亞方舟”,。 除了國家戰(zhàn)略層面的考慮之外,,生物多樣性和生物種質(zhì)資源的極速喪失,也是促使世界各國建立各種類型種子庫的重要原因之一,。 我國是世界上生物種質(zhì)資源最豐富的國家之一,,但由于人口壓力大、生態(tài)系統(tǒng)惡化等原因,,生物多樣性受到嚴(yán)重威脅,。上世紀(jì)八九十年代,中國植物學(xué)會(huì)的理事長洪德元院士在云南考察野生稻時(shí),,發(fā)現(xiàn)在近十年中,,云南野生稻的分布點(diǎn)從最初的26個(gè)減少到僅剩2個(gè),消失率高達(dá)92.3%,。 楊湘云說:“有了種質(zhì)庫,,中國很多瀕危植物就可以得到長期保存,一旦某個(gè)物種在自然環(huán)境下滅絕了,,還能夠通過存放在種質(zhì)庫中的種子或DNA使其重生,,從而可以避免徹底滅絕的命運(yùn),。”正是這種預(yù)先保存,,以備不時(shí)之需的理念,,所以種質(zhì)庫又被形象地稱為“種子銀行”。對(duì)普通人來說,,種子沒有什么特別之處,,但是在楊湘云眼里,它是有活力的生命體,,“它和人類一樣,,就像是人類的胎兒時(shí)期,只要精心養(yǎng)育,,它就能像人一樣成長,,古蓮的種子就已經(jīng)被證實(shí)在千年之后還能萌發(fā)?!?/font> 種質(zhì)資源的擁有者才有可能領(lǐng)跑生物技術(shù)行業(yè) 種質(zhì)庫在種子保存的基礎(chǔ)上,,還利用分子生物技術(shù)對(duì)植物進(jìn)行基因等基礎(chǔ)研究,進(jìn)而開發(fā)出新興的生物產(chǎn)品,,這也是當(dāng)代植物學(xué)和生物學(xué)者熱門的研究方向,。上圖中顏色鮮亮的物質(zhì)是經(jīng)過熒光染色的植物染色體,就像人有X和Y兩組染色體一樣,,這種采自青海的仲彬草屬植物有P,、St和Y三組染色體,,這個(gè)屬的植物是小麥家族的一員,。知道了植物染色體的組成和數(shù)量,就可以用于植物分類和遺傳改良等方面的研究,。 追種子的危險(xiǎn)和樂趣 2005年,,這座與云南省昆明市植物園毗鄰的“種子銀行”迎來了第一批“存款”——來自昆明近郊的147種植物種子,也迎來了第一批“追種子的人”,。 作為種質(zhì)庫最早的員工之一,,張挺當(dāng)時(shí)是剛剛研究生畢業(yè)的植物分類學(xué)“菜鳥”,他是在本科畢業(yè)工作了一年之后重新攻讀植物學(xué)的,?!拔抑暗墓ぷ魇琴u房子,要是堅(jiān)持做,,早就發(fā)了,。結(jié)果我選擇了做科研,沒辦法,,自己更喜歡研究植物,?!?/font> “種子采集的過程,同時(shí)也是認(rèn)識(shí)自然的一個(gè)過程”,,采集工作最讓張挺興奮的是會(huì)發(fā)現(xiàn)很多別人從未發(fā)現(xiàn)的植物,,而且可以在短期內(nèi)積累大量的植物學(xué)知識(shí)。但是未知也意味著危險(xiǎn),,在野外工作時(shí),,張挺和同事不止一次遇到過因?yàn)椤拔粗倍鴰淼膫Α?/font> 有一次他在廣西的百色遇到了一個(gè)狠角色——火麻樹(Dendrocnide uretissima),它的種子上面長滿了毒刺,,雖然采摘時(shí)戴著手套,,但他還是被扎了三根刺,頓時(shí)一股麻痛感順著手掌,、胳膊一直傳到心臟,,“就像被蛇咬了一樣,胳膊直接麻掉了,,手稍微沾點(diǎn)兒水就刺痛難耐”,。他嘗試了肥皂水沖洗、蕁麻葉子搗成漿糊貼敷,,甚至用上了自己的尿液,,“總之能想到的辦法都想了,結(jié)果還是沒用”,。直到幾天后,,毒性才自行消退。后來他查閱了植物志,,發(fā)現(xiàn)上面寫著:本屬植物的刺毛毒性很強(qiáng),,刺傷人體、牲畜后有難以忍受的痛癢感,,皮膚出現(xiàn)斑狀紅腫,,要數(shù)小時(shí)到數(shù)天才能消散,有的種類甚至還會(huì)引起兒童或幼畜死亡,。 火麻樹的種子毒刺毒性很強(qiáng),、圓基火麻樹(Dendrocnide basirotunda火麻樹屬的另一個(gè)種)的種子會(huì)散發(fā)出令人不停打噴嚏的過敏源、扁擔(dān)藤(Tetrastigma planicaule)的種子看起來如誘人的大葡萄,,但是吃一顆下去會(huì)讓人半個(gè)多小時(shí)說不出話……一次次未知的探索,,讓他們?cè)诮?jīng)歷過慘痛的教訓(xùn)后,也記住了很多畢生難忘的“知識(shí)”,。 在種質(zhì)庫最初期的工作人員中,,只有主管楊湘云算是“老手”。1989年從北京大學(xué)生物系畢業(yè)后,,楊湘云一直堅(jiān)持學(xué)習(xí)種子貯藏生理學(xué),,又作為訪問學(xué)者在英國皇家植物園邱園千年種子庫,,接受了正規(guī)的種子生物學(xué)培訓(xùn)。2002年西南野生生物種質(zhì)資源庫籌建時(shí),,她擔(dān)任項(xiàng)目的總工程師,,從無到有再到日臻完善的國際性科研機(jī)構(gòu),她已經(jīng)同種質(zhì)庫一起走過了13年,。 由于種質(zhì)庫和英國皇家植物園“千年種子庫”的合作,,現(xiàn)在的工作人員先后到英國接受了系統(tǒng)的專業(yè)培訓(xùn)。在楊湘云看來,,“我的同事是一幫充滿激情的年輕人,,大家在工作中和種質(zhì)庫一起成長,這是件令人興奮的事,?!?/font> 一粒微小的種子蘊(yùn)藏著成長為參天大樹的全部密碼 借助X光造影儀的強(qiáng)大力量,我們得以更深入地欣賞種子精美的外部和內(nèi)部結(jié)構(gòu),。這些精巧的結(jié)構(gòu)和多樣性,,經(jīng)過上色與組合的各種處理,讓人領(lǐng)略到植物世界乃至整個(gè)宇宙的精妙與繁雜,。種子庫不僅僅保藏種子,,同時(shí)也對(duì)種子的生物學(xué)特性進(jìn)行研究。為了在不對(duì)種子進(jìn)行機(jī)械損傷的情況下觀察種子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),,中科院昆明植物研究所的研究人員利用X光造影設(shè)備拍攝了一系列形態(tài)各異的種子圖片,。科研人員能夠從這些照片中讀出種子或果實(shí)的發(fā)育情況以及健康狀態(tài),,借以判斷它們是否具有保藏價(jià)值,。 無奈的種子信息懸賞 目前,中國已知的種子植物有274科,、3152屬,、29233種,截至2014年12月底,,中國西南野生生物種質(zhì)資源庫已經(jīng)保藏了218科、1846屬,、8855種,、65067份種子??茖俚母采w率分別達(dá)到了78%和58%,。按照預(yù)定的“邊建設(shè)、邊保藏,、邊研究,、邊利用”的原則,,種質(zhì)庫計(jì)劃將于2020年保藏19000種、19萬份野生生物種質(zhì)資源,。 種質(zhì)庫的種子保藏計(jì)劃,,有著比較詳盡的標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)劃。他們?cè)诒U媳2胤N子飽滿,、能萌發(fā)的質(zhì)量前提,,以及每種最低2500粒、最佳超過10000粒的數(shù)量前提下,,會(huì)優(yōu)先考慮瀕危程度較高的種類,,然后就是中國特有種和經(jīng)濟(jì)價(jià)值比較高的種類。他們的采集和保藏進(jìn)度已經(jīng)超額完成預(yù)期計(jì)劃,,但是張挺表示:“2015年后開始的第三個(gè)五年期采集計(jì)劃,,難度將增加很多,此前容易采集的我們都采了,,后面剩下的都是些難啃的硬骨頭,。” 不僅如此,,給他們的采集工作帶來更大困擾的是經(jīng)濟(jì)發(fā)展,、人口增長、環(huán)境污染以及氣候變暖等因素導(dǎo)致的生境喪失,,這使得很多植物種類變得瀕危甚至滅絕,,“我們到植物的模式標(biāo)本產(chǎn)地去尋找,結(jié)果發(fā)現(xiàn)那里已經(jīng)變成了農(nóng)田,、水庫,,甚至樓盤。有些采集過種子的地方,,一兩年后也變成了另一番模樣,。” 其次很多植物結(jié)果子的周期很長,,有的甚至十幾年才結(jié)果,,這也給采集增加了難度,想要采到果實(shí)需要等待比較長的時(shí)間,。另外,,中國植物的本底調(diào)查相對(duì)較少,信息和數(shù)據(jù)也比較老舊,,導(dǎo)致信息匱乏,,“很多時(shí)候和大海撈針沒啥區(qū)別,很多采集到的未知植物要經(jīng)過繁復(fù)的鑒定工作”,。 有一部分種子植物在種子保藏的時(shí)候,,無法在現(xiàn)有條件下實(shí)現(xiàn)有效保藏,,這又要折去一定數(shù)量的種類。張挺半開玩笑半認(rèn)真地說:“我們現(xiàn)在對(duì)很多種類在懸賞收集,?!彪S著采集工作的深入,張挺愈發(fā)感覺到種子采集責(zé)任和意義重大,,“有時(shí)候自己感覺像救火隊(duì)員一樣,,需要搶救性的采集,才能避免一些植物變得瀕危,,甚至滅絕,。”“手中有糧心才不慌”,,這些被細(xì)心呵護(hù)的種質(zhì)資源,,也給未來在生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究和利用這些野生生物資源創(chuàng)造了更大的空間。 來源 中國國家地理網(wǎng) |
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