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中国西南野生生物种质资源库:为生物物种打造“诺亚方舟”

科普小知识2021-08-22 20:01:54
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中国西南野生生物种质资源库:为生物物种打造“诺亚方舟”

种子墙位于中国西南野生动物种质资源库种子博物馆。

依托中国科学院昆明植物研究所建设,西南野生动物种质资源库是中国唯一的*野生动物种质资源库,也是世界上两个按照国际标准建立的野生动物种质保存设施之一。也是中国重要的科研基地和科学培训基地。

■记者高雅丽,本报见习记者,通讯员杨梅

在最近的全国科技周和北京科技周的科技创新成果主展上,一朵发光的“大花”吸引了许多观众驻足观赏。这朵神奇的花由1500颗种子和亚克力杆组成,全部来自中国西南地区的野生动物种质资源库(以下简称种质资源库)。

依托中国科学院昆明植物研究所建设,西南野生动物种质资源库是中国唯一的*野生动物种质资源库,也是世界上两个按照国际标准建立的野生动物种质保存设施之一。它被称为中国野生动物种质资源的“诺亚方舟”。

为植物种子提供家园

地球上的植物是生机勃勃的象征,其中种子植物是植物王国中数量最多、分布最广的一类。

种子是裸子植物和被子植物唯一的繁殖和传播单位,也是种子植物生命的起点。在当前生物多样性受到严重威胁的情况下,种子资源的保护和利用尤为重要。

中国科学院昆明植物研究所高级工程师杜燕告诉《中国科学报》记者:“对采集的种子进行后续处理非常重要。种子需要经过登记、干燥、清洗和质量检验的八个步骤,才能最终安全地生活在冷库的“家”

什么样的种子有资格留在这个“家”?“我们遵循‘3E’原则,即具有重要经济价值的珍稀濒危物种、特有物种和植物种子优先占有。”杜燕说道。

种子收集后,必须首先登记。收集的时间、地点、经度和纬度、种子的初始质量、数量和包装等信息将输入数据库进行归档和管理。

之后,管理人员将开始干燥种子。“新收获的种子含水量高。如果不及时有效地干燥,种子很容易老化,生命力会迅速衰退。有些种子很快就会发芽。”杜燕说道。

干燥一段时间后,种子可以被清理。不同类型和大小的种子需要用不同的方法进行清理,最终才能获得饱满、纯净的种子。

清洗结束后,管理人员将取样进行x光检查,以评估种子的清洗质量。非常小的种子需要在显微镜下检查。

通过质量检验的种子可以计数。这样,管理员可以清楚地知道每颗种子的数量,并制定合理的使用策略来促进它们的开发和利用,同时保护它们。

经过另一次大规模干燥后,种子最终可以储存在零下20℃的地下冷库中。杜燕说:“种子在储存前必须干燥,否则它会死亡,因为它含有太多的水分,并在里面形成冰晶。此外,它们需要被放在一个特殊的密封玻璃瓶中保存好。同时,需要在瓶子上放置具有指示功能的变色硅胶,这样我们就可以及时发现玻璃瓶的漏洞。”

每隔5 ~ 10年,工作人员将对种子进行发芽试验,以了解种子活力的变化。“如果种子的活力下降到75%,我们将把它拿出来在温室里繁殖,或者在野外再次收集它来更新储存的种子。”杜燕说道。

截至2017年底,中国西南野生动物种质资源库共收集和保存野生植物种子74738种,隶属于229科、1990属、9837种,*国种子植物种数的33.6%。

中国西南地区的野生动物种质资源库是中国的,也是世界的。通过与元秋皇家植物园和国际农林中心的合作,它收集了来自世界45个国家的1197种重要植物种子,为保护世界植物多样性做出了重要贡献。

上海世博会的“种子寺”

2010年上海世博会英国馆是由托马斯·赫斯维克设计的。它获得了国际展览局颁发的场地设计金奖,还获得了英国皇家建筑师学会颁发的“勒博斯基”国家建筑奖。然而,在这盛开的“蒲公英”背后,小种子也反映了它不可或缺的重要地位。

托马斯·赫斯维克在设计时,为了体现和赞美展厅的自然力量和魅力,他灵机一动,提议在亚克力杆的末端植入种子。

"世界上没有什么比种子更有潜力了。"他认为种子意味着生命、希望和未来。设计团队计划在全球范围内收集种子,但他们无法及时到达中国,因此英国元秋向他的中国合作伙伴中国西南野生动物种质资源库寻求帮助。

随后,种质资源库提供了来自900种野生和人工栽培物种(不包括濒危物种)的260,428粒种子。杜燕说:“当时我们收集了包装并鉴定了所有的种子。我们必须考虑尺寸、形状和其他问题。这项工作持续了几个月。”

震惊世界的“种子圣殿”的主要部分就是这样诞生的。它的外形像一只巨大的蒲公英,有60000根含植物种子的触须在阳光下晶莹剔透,随风摇摆。从远处看,整栋大楼似乎都要起飞了。到了晚上,当触手下的超微型发光二极管灯亮起时,整个建筑更加耀眼。

据了解,这26万颗种子还包括水稻、小麦、玉米、八角,以及油料、咖啡、茶叶等重要农作物种子。用托马斯·赫斯维克的话说,“小心地收获和保护种子,这将引导我们走向可持续的未来。”

构建新型“智能植物群”

中国西南野生动植物种质资源库不仅保存野生植物种子,还保存中国重要野生植物的离体材料和DNA材料、重要动物细胞系和重要微生物菌株等遗传材料。截至目前,已保存各种种质资源21666种225522份/株/条。

作为亚洲最大的野生动物种质资源“诺亚方舟”,种质库与英国千年种子库和挪威斯瓦尔巴全球种子库一起成为世界植物多样性保护的领导者,在国际生物多样性保护行动中占据着举足轻重的地位。

此外,中国西南野生动物种质资源库也是中国重要的科研基地。经过10年的努力,已建成智能植物群的核心元素——DNA条形码库,其中包含12万个DNA条形码和近万种中国重要植物的物种信息。基于测序技术的快速发展和植物学发展的新要求,利用基因组大数据识别植物的iFlora2.0新概念,为植物的准确鉴定和司法鉴定提供了强有力的帮助。

此外,中国西南野生动物种质资源库也是中国重要的科学培训基地。十年来,共举办了6期培训班,对云南省各*和省级自然保护区的1675人进行了生物多样性保护理论和种子采集保存技术的培训,基本实现了云南省自然保护区培训的全覆盖。“我们还培养了近万名高素质的中小学生和大学生,培养了一支优秀的我国生物多样性保护青年队伍,同时把环境保护和生物多样性保护的意识根植于我们祖国的花童心中。”杜燕说道。

《中国科学报》(第六版,2018年6月4日)