珠峰種子萌發(fā)記

張帆　楊文明　李茂穎

海拔6212米，雪峰綿延。珠穆朗瑪峰下，連流石灘也常年被積雪掩埋。大風、極寒、缺氧……在這片“生命的禁區(qū)”，是否還能尋到生物的蹤跡？

2021年9月，在珠穆朗瑪峰（以下簡稱“珠峰”）東絨布冰川海拔6212米處，中國科學院昆明植物研究所中國西南野生生物種質(zhì)資源庫（以下簡稱“種質(zhì)庫”）的科研人員在植物科考過程中，成功采集到須彌扇葉芥的種子，刷新了我國植物種子采集的最高海拔紀錄。

在-20℃的冷庫保存近一年后，科研人員決定對這些種子進行萌發(fā)實驗。須彌扇葉芥能否被重新“喚醒”，從而成為世界上成功保存的海拔最高的植物種子？

在珠峰采集種子

尋找種子，離不開耐心和勇氣。有時，也需要一點兒運氣。2021年9月24日，種質(zhì)庫采集隊員郭永杰、趙延會一行8人再次來到珠峰國家級自然保護區(qū)，挑戰(zhàn)我國植物種子采集最高海拔紀錄。時至9月末，對珠峰上的植物來說，這是采集種子的最佳物候期。

此前，全球公開可查到的在海拔6100米以上采集到的植物有15種，絕大多數(shù)是國外學者采集的。采集隊此行不僅要找到植物，還要采集到成熟的種子，難度大大升級。

此行的目的地，是珠峰東絨布冰川的流石灘。石縫之間，是最有希望發(fā)現(xiàn)植物的區(qū)域。從海拔5800米的過渡營地出發(fā)，紛飛的大雪模糊了腳下的冰縫，每一步采集隊員都需要格外謹慎。

爬到海拔6200米左右時，距離采集隊員出發(fā)已經(jīng)過了幾個小時。隨行的向?qū)лp輕哼起當?shù)毓爬系母柚{，采集隊員則俯身細心尋找。

“須彌扇葉芥！”在碎石縫隙里，郭永杰一眼就認出了這種身披偽裝色的植物，他半跪半趴著從各個角度給須彌扇葉芥拍照，并認真記錄采集地海拔等位置信息——海拔6212米，這是采集隊在6000米以上海拔看到的第一種植物。更讓郭永杰開心的是：這株須彌扇葉芥的部分角果已經(jīng)裂開，這意味著采集隊員有機會采集到這種植物的種子。

此時，遠處的珠峰恰巧露出真容，郭永杰忍不住輕輕舉起手中的植物。須彌扇葉芥細小脆弱的枝葉在風中搖曳，與遠處巍巍雪山遙遙相對。珠峰讓人敬畏，但生命的頑強并不比珠峰遜色分毫。

最終，采集隊到達了珠峰海拔6605米的地方，可惜沒有發(fā)現(xiàn)植物的蹤跡。而這次采集到的須彌扇葉芥種子，刷新了我國植物種子采集的最高海拔紀錄。

低溫保存植物種子

實際上，在2021年8月，種質(zhì)庫就啟動了世界最高海拔植物種子采集行動計劃，當年9月已是科研人員第二次前往珠峰。作為國家戰(zhàn)略生物資源，采集回來的珠峰植物種子很快就被送到了位于昆明的種質(zhì)庫。

根據(jù)種質(zhì)庫的標準，一份完整的種子樣本至少需要2500粒種子，1萬粒左右最佳。然而，珠峰高海拔地區(qū)的植物種子極為稀少，根本無法滿足基本的數(shù)量要求，只能先盡可能多地采集保存。

每一粒種子都非常珍貴，保存處理必須更加小心。“種子的采集時間、地點、經(jīng)緯度、海拔、物種信息，種子最初的質(zhì)量、數(shù)量等信息，都要及時、準確地錄入數(shù)據(jù)庫，以便今后開展研究和生態(tài)修復時使用。”種質(zhì)庫保藏中心種子管理小組組長秦少發(fā)說。

秦少發(fā)帶著組員，將計數(shù)、稱重后的須彌扇葉芥、鼠曲雪兔子等植物的種子放進了主干燥間。在溫度15℃、空氣濕度15%的環(huán)境中存放一個月后，種子的含水量降到了5%左右。

在低溫、干燥狀態(tài)下，須彌扇葉芥、鼠曲雪兔子等植物的種子進入了休眠期，隨后被密封包裝送入冷庫長期保存。“在-20℃的恒溫條件下，這些種子有望存活幾十年甚至上千年。”秦少發(fā)說。

“珠峰地區(qū)的種質(zhì)資源十分獨特，其中蘊含的基因非常稀有。正是因為其珍稀，更需要我們克服困難，優(yōu)先收集保存。”種質(zhì)庫保藏中心主任蔡杰介紹。另外，在海拔3700～4700米的范圍內(nèi)，采集隊還采集到了40多種野生植物種子，都已經(jīng)入庫保存。

“作為國家戰(zhàn)略生物資源，珠峰地區(qū)種子的收集和保存，有助于保護珠峰地區(qū)物種和基因的多樣性，同時為未來相關種質(zhì)資源的研究、利用提供原材料。”蔡杰說。

種子的萌發(fā)

2022年7月，種子萌發(fā)管理員楊娟將已低溫保存近10個月的須彌扇葉芥、鼠曲雪兔子、西藏沙棘、碎米蕨葉馬先蒿、小葉棘豆5種珠峰地區(qū)的野生植物種子從冷庫中取出，將它們置于干燥間回溫后，小心翼翼地將其中一部分放到瓊脂培養(yǎng)基上。

“為確保種質(zhì)庫內(nèi)保存的種子是活的，每隔一段時間，都會對每份種子抽樣開展活力檢測。”楊娟說，距離珠峰植物種子采集時間10個月后，包括最高海拔種子——須彌扇葉芥在內(nèi)的5種“珠峰種子”迎來了第一次萌發(fā)實驗。

這一次實驗至關重要。如果種子順利萌發(fā)，就能證明這批珠峰地區(qū)野生植物種子得到了有效的保存。實際上，此前國外有研究者曾在更高海拔地區(qū)采集到植物種子，然而在冷庫中保存了一段時間后種子未能萌發(fā)。如果須彌扇葉芥能夠順利萌發(fā)，則意味著這是目前世界上成功保存的海拔最高的種子。

科研人員通過微距相機延時攝影的方式對種子萌發(fā)過程進行全程記錄。然而，在經(jīng)過近一年的冷凍保存后，來自極高海拔地區(qū)的植物種子能否在海拔1900米的區(qū)域萌發(fā)，誰也不敢保證。

剛開始的兩天，5種種子除了吸水后變大外，幾乎沒什么動靜。蔡杰的一席話讓團隊少了些擔憂：“珠峰地區(qū)氣候惡劣多變，為了能盡快完成生命周期，種子萌發(fā)應該會比較快。”

果然，從第三天開始，不少種子胚根端開始有了些許變化；又過去了兩天，西藏沙棘的胚根率先突破種皮，向下生長；須彌扇葉芥、鼠曲雪兔子等植物種子也相繼破皮，胚芽連同子葉緩緩舒展，長成了小苗。

短短9天，5種珠峰地區(qū)野生植物種子全部順利萌發(fā)。尤其是須彌扇葉芥的萌發(fā)，證明我國成功采集、保存了目前全球海拔最高的植物種子。

不只是珠峰植物種子，種質(zhì)庫內(nèi)保存著數(shù)以萬計的珍貴種質(zhì)資源。自運行以來，種質(zhì)庫已保存了我國野生植物種子10917種87863份，我國有花植物物種總數(shù)的36%都在此備份。

一顆種子，從它誕生的那一刻開始，就孕育著生命的希望。中國西南野生生物種質(zhì)資源庫珍藏的種子，無疑為生物多樣性保護工作帶來了更多的希望。

本文轉(zhuǎn)自《人民日報》