圖為國家作物種質庫用試管苗保存的種質資源。(中國農業科學院供圖)
大地的深處,一粒粒種子正悄然從土壤中蘇醒。它們曾在土壤的懷抱中沉睡,身上積蓄著生命的力量。在被稱為“種子諾亞方舟”的國家作物種質庫里,借助科技的力量,無數跨越時空的種子在此“安家”。
2021年9月,國家作物種質庫建成并投入試運行。建設種質資源庫的目的是保存種質資源,以支撐品種培育、農業科學研究等。
國家作物種質庫有幾個特點,第一是容量大——擁有150萬份的總容量,是目前全球最大的國家級農作物種質資源庫。第二是保存方式體系化,它囊括了現在所有植物種質資源保存的技術條件,包括低溫種子保存、試管苗保存、超低溫保存和DNA保存。第三是實現了自動化信息化管理。
農穩社稷,種子為基。作物種質資源是支撐糧食豐收的一個重要基礎——正如國家作物種質庫的設計理念“承接上蒼之甘露,孕育萬物之繁衍”。因此,種質資源庫的使命就是長久、安全地保存好這些種質資源,為農業發展提供支撐。
種質資源最主要的保存方式是低溫種子保存,國家作物種質庫采用零下18攝氏度低溫和45%以下相對濕度保存種子。全球約有90%的種質資源是以種子形式保存的。
種質資源保存的方式還有超低溫。超低溫保存需要用到的工具是液氮罐,國家作物種質庫的一個液氮罐大概能夠保存1萬份種質資源。
舉例來說,像香蕉這些沒有種子的作物,通常保存方法是把一棵一棵的植株種到地里保存,我們叫種質資源圃,這是無性繁殖作物種質資源非常重要的一種保存方式。但是它在露天環境中,會面臨自然災害以及病蟲害威脅。為了應對這個情況,我們在種質資源圃保存的基礎上,配套超低溫保存,把植株的一些關鍵組織取下來,經過一系列處理后,放到零下196攝氏度的液氮里去,這樣就能夠永久保存下來。
芒果等熱帶水果也需要液氮保存。雖然芒果有種子,但很多芒果果核很大,不能夠忍耐脫水、不能夠耐受低溫,所以一般也不能放在低溫種子庫保存。我們就會把芒果種子的胚,即生長點取下來,經過一系列處理之后放到液氮里保存。
種質資源還可以采用試管苗保存。我們把植株的莖尖等生長點取下來,放在瓶子里——瓶子下面有看上去像果凍一樣的培養基,它能提供營養讓莖尖在上面慢慢生長。超低溫和試管苗,主要都是用來保存無性繁殖作物和一些多年生的作物。如果作物方便轉化成試管苗,那么就會用這種方式來保存。如果不太方便轉化成試管苗,作物就先在液氮罐里進行超低溫保存。
試管苗方式保存的種質資源處在活躍的生長狀態。試管苗屬于真正的“溫室里的花朵”,但是如果需要的話,把它們從瓶子里拿出來以后,再經過一些“鍛煉”,就可以迅速恢復生產。種子在瓶子里是在不斷生長的,因此也會不斷消耗,當培養基的營養用完之后,或苗子長“老”了之后,就需要把它的生長點再拿下來,換一個瓶子,讓它的生命周而復始無限循環下去。
每一粒種子都承載著生命的希望,從一粒小小的種子到豐收的田野,這是一場科技與自然的默契合作。國家作物種質庫不僅是種子的守護者,更是未來農業發展的基石。這些看似平凡的種子,正匯聚成中華民族的繁榮根基,支撐著農業強國的夢想。
目前,我國已躋身農作物種質資源大國之列,但尚未成為資源強國。在農業現代化的征途中,種子扮演著基石的角色,堪稱農業的“芯片”。小小的種子,連著“國之大者”,更是確保中國糧食安全的關鍵所在。保護和保存農作物遺傳資源,是種業振興的關鍵所在,也是我們矢志不渝的奮斗目標。(作者系國家作物種質庫研究員)
責任編輯:魏敏