關鍵時刻探訪中國最大種子庫

本報記者 張妮

編者的話：俄羅斯媒體近日將“饑餓”列為2021年將發(fā)生的“最可怕事件”。世界糧食計劃署官員近日也表示，2021年全球或出現(xiàn)“罕見大饑荒”。而前不久結束的中央經(jīng)濟工作會議強調“保障糧食安全”，要加強種子庫建設，并開展種源“卡脖子”技術攻關。為什么要建種子庫？它和國家糧食安全有何關聯(lián)？我國種源“卡脖子”卡在哪？在全球號召警惕糧食危機的關鍵時刻，《環(huán)球時報》記者日前走進國家種質庫，試圖從中尋找答案。

“現(xiàn)在我們所在的就是零下18攝氏度、濕度小于50%的國家種質庫，種子在這里的保存壽命可延長到50年以上。”在位于中國農業(yè)科學院的國家作物種質庫，《環(huán)球時報》記者站在4攝氏度的緩沖間，隔著玻璃窗看到了種質庫里一排排密集的種子架，像圖書館里的書架一樣排列有序。“這些架子可以前后移動，高處的種子目前還需要人工爬梯子取放，今年8月投入使用的新庫將實現(xiàn)自動化流程，種子取放全部由電腦控制。”據(jù)國家種質庫工作人員介紹，中國的種質資源保存數(shù)量超過52萬份，僅次于美國（近60萬份），位居世界第二。而將于今年啟用的新庫庫容量為150萬份，位居世界第一。

保存糧棉油果蔬等340種作物

“種質資源是培育新品種的物質基礎，是農業(yè)的芯片，在任何一個國家都是戰(zhàn)略性物資。”中國農業(yè)科學院作物科學研究所作物種質資源中心主任李立會在接受《環(huán)球時報》記者專訪時表示，種質通常指遺傳物質，種質資源主要指遺傳資源、基因資源，多存在于古老的地方品種、野生近緣植物等品種中。在我國，能將種子保存壽命延長到50年以上的長期庫有兩個。位于北京的國家種質庫于1986年建成，總面積3200平方米，保存了糧、棉、油、果、蔬、茶、糖、桑、草等340種作物，主要任務是對農作物、蔬菜、牧草等作物及其野生近緣植物種質資源進行長期戰(zhàn)略保存。另一個長期庫是位于青海西寧的復份庫。如果不使用相關技術進行低溫保存，種子在室溫下一年后存活率就很低了。“長期庫里的種質資源一般不能動用，保存過程中還要進行生活力檢測。”此外，我國還有10個中期庫，種子在零下4攝氏度的庫中保存10-20年，主要任務是面向社會分發(fā)種子。

“一個品種在一個地方種20年左右，遺傳結構就會發(fā)生變化，需通過對種質資源進行收集保護，把很多丟失的東西找回來。”李立會表示，新中國成立以來，我國進行了三次作物種質資源普查。最近的一次是從2015年開始的第三次普查，目前已搶救性收集了耐水淹玉米、紅皮核桃等一大批珍貴資源。

李立會說，從事種質資源工作的人員每年大約60%的時間都在收集種質資源，收集回來后通常要經(jīng)過3年鑒定，并認定符合兩個標準才能入庫：一是必須具有利用價值或潛在利用價值；二是遺傳多樣性必須與庫存種子有顯著差異，不能重復。

在入庫之前，每份種質材料都要經(jīng)過層層篩選檢測。工作人員向記者介紹，“最主要的指標是發(fā)芽率，初始發(fā)芽率達到85%才能入庫保存。因為只有活力較高的種子，保存壽命才能顯著延長到50年以上”。在國家種質庫外的發(fā)芽室，《環(huán)球時報》記者看到科研人員正在操作發(fā)芽箱，進行發(fā)芽試驗。發(fā)芽率達標的種子將進行干燥和包裝。在包裝室，工作人員將一袋袋處理好的種子用錫紙袋或鋁盒包裝起來。包裝上的標簽注明了種子的名稱、編號、入庫時間、二維碼等。工作人員表示，每份種子材料會包裝成3-4盒，其中1盒存放在青海復份庫。另外2-3盒存放到國家種質庫。

破解“水稻癌癥”難題

“國家種質庫最主要的作用是戰(zhàn)略儲備。

當發(fā)生災難或某種作物滅絕時，我們就可以將庫里的種子拿出來使用。”李立會表示，1845年至1850年間發(fā)生的愛爾蘭大饑荒餓死很多人。主要因素是一種致病疫霉菌造成土豆腐爛繼而失收，而土豆是當時愛爾蘭人的主要糧食來源。“當時，愛爾蘭種的土豆基本是一個品種，遭遇病害后，所有土豆都不長了。如果種植具有不同抗病基因的土豆品種，可能就不會造成毀滅性打擊。這也是各國都非常重視種質資源并將其收集保存作為戰(zhàn)略儲備的最重要原因”。據(jù)介紹，我國云南特色地方稻米品種毫秕，曾絕種40年。后從國家?guī)烊〕鱿嚓P原始品種進行挖掘利用后，已形成“遮放貢米”優(yōu)質稻米品牌。

創(chuàng)新種質，從庫存種子中尋找新基因并應用于現(xiàn)有品種中也是種質庫的重要作用。李立會稱，雖然現(xiàn)在的育種水平不斷提升，產(chǎn)量和抗病蟲能力也在提高，但育種水平提高也會導致遺傳基礎越來越狹窄，產(chǎn)生

類似于近親繁殖的后果。因為育種是人類對自己需求的某些好東西不斷改造，不用的東西丟失越來越多。如果能從庫存種子中找到現(xiàn)代品種缺少的優(yōu)異基因，并重新應用于現(xiàn)代品種中，將為育種提供突破性材料。

李立會舉例稱，水稻黑條矮縮病危害嚴重，被稱為“水稻癌癥”，在育種和生產(chǎn)方面一直沒有找到治療方案。萬建民院士團隊從2.3萬份水稻資源中篩選出7份抗病種質，創(chuàng)制出抗病新品系，從根本上解決這一難題。還有，科學家將篩選出的環(huán)保型黃麻種質用于重金屬污水吸附劑研發(fā)，為治理南方重金屬污染土地開辟綠色新途徑。

“卡脖子”到底卡在哪

我國在種質資源的保護創(chuàng)新方面取得顯著成效，但仍存在類似芯片行業(yè)的“卡脖子”問題。李立會認為，種業(yè)“卡脖子”主要卡在“親本材料”上。“親本材料就是能產(chǎn)生種子的父本和母本。我們可以從國外購買一些商業(yè)種子，但種子的親本材料是什么他們絕對不會告訴你，因為這是最關鍵的核心材料。”李立會表示，親本材料在任何作物里都是不缺乏的，但缺的是優(yōu)異的親本材料。

目前，我國小麥、水稻的優(yōu)異親本材料在國際上處于領先水平，但跟國外相比，缺乏程度最高的大田作物是大豆和玉米，產(chǎn)量比國外低不少。

李立會表示，如果我們能從庫存資源中發(fā)掘出大量優(yōu)異種質并進行改良創(chuàng)制，就能將庫存的種質資源優(yōu)勢轉變成可利用的親本材料優(yōu)勢。不過，這個過程非常漫長，要付出大量財力、精力。據(jù)介紹，在國外，類似的研發(fā)成果都有知識產(chǎn)權保護，而我國目前的種質資源向不同需求人員免費發(fā)放，沒有知識產(chǎn)權。西方知識產(chǎn)權保護帶來的一個結果是，農民每年買種子都要花錢。中國和西方國情不同，不能完全模仿西方。但是如果不加強知識產(chǎn)權保護，“卡脖子”的問題很難得到根本解決。

目前國家正在修訂作物種質資源保護與管理辦法，比如將種質資源登記劃分為四類：一是公共資源，免費向社會發(fā)放；二是優(yōu)異資源，具有一定知識產(chǎn)權；三是改良種質，具有更大比例知識產(chǎn)權；四是創(chuàng)新種質，具有完全自主知識產(chǎn)權。“如果在政策和機制上有了根本保證并嚴格落實，我國種業(yè)創(chuàng)新卡脖子的問題有望得到很好解決。”李立會稱。▲