浙江在線5月16日訊(見習記者 涂佳煜 通訊員 胡高潔)日前,浙江第一座綜合性的農(nóng)作物種質資源庫在省農(nóng)科院楊渡基地揭牌。這是支撐浙江“科技強農(nóng)”目標的一項重要工程。
什么是種質?它和種子的概念不太相同。種質指生命體內的遺傳物質。不僅是種子,枝條、根莖,甚至是用試管組培出來的植物細胞,只要包含不同的基因性狀,就是一份獨特的種質資源。
因此,種質資源庫,其實就是一座基因庫、一座“活”的生物“圖書館”。
有人做過這樣的類比,如果把一個核苷酸當作一個字符,那么一個普通植物細胞里貯存的遺傳信息,大概相當于一個小型圖書館全部藏書的字數(shù)。
這座種質庫,籌備了5年,建了2年,如今終于將迎來第一批科研人員、第一批種質的入駐。
東陽紅粟
種子是農(nóng)業(yè)的芯片,種質是芯片的原材料
這些天,種質庫建設工作小組組長、省農(nóng)科院作物與核技術利用研究所原所長張小明仍在海寧和杭州之間奔波。種質庫還有一些設施設備、辦公用品需要安排,他親力親為。
在浙江建綜合性農(nóng)作物種質資源庫的呼聲,2014年就有了。張小明和省農(nóng)科院的幾位老科學家是最早提出設想的人。
“之前,浙江只有水稻庫、茶樹圃等單個品種的專業(yè)庫,小麥、玉米、大豆、蔬菜等大部分農(nóng)作物的種質都散落在各處,未能得到妥善保存,一度成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個短板。”張小明說。
我國在1986年就建成國家作物種質庫。在浙江之前,湖南、山西、廣西等多個省份都已有了自己的種質庫。張小明最開始做的,就是到各兄弟省份的種質庫調研。
浙江為什么要有自己的種質資源庫?
張小明打了個比方,如果說種子是農(nóng)業(yè)的芯片,種質就是制造這枚芯片最基本的原材料。
“育種,就是從種質資源中挖掘優(yōu)勢基因,再通過各種技術手段,讓農(nóng)作物的后代生長范圍更廣、生長速度更快、產(chǎn)量更高、適應性和抗逆性更強,讓人類可食用產(chǎn)品更充裕?!睆埿∶髡f。
分子育種、設計育種等技術的出現(xiàn),改變了傳統(tǒng)育種方式,極大提高了培育新種的效率,中國水稻研究所、之江實驗室、湘湖實驗室等一批科研機構,在育種手段創(chuàng)新方面都有一技之長,歸根結底,它們都需要豐富的基因資源作為基礎。
在國家長期庫,種質資源大多“只進不出”,具有戰(zhàn)略安全意義。包括浙江在內,省級的資源庫大多是中期庫。中期庫除了收集、保存、鑒定種質之外,更承擔對外分發(fā)、共享種質資源、服務科學研究的職責。
“種質庫算得上是一項公益性的科學基礎設施?!睆埿∶髡f,種質庫前期投入大,需要專門的人員管理,但自身很難產(chǎn)出成果,也沒有經(jīng)濟效益。特別是大型的綜合庫,以往單靠科研單位的力量是很難建起來的。
決心補齊這項短板,體現(xiàn)了浙江建設現(xiàn)代種業(yè)強省和特色品種大省的魄力。
保存地方種質,保存一段故事
2015年,第三次全國農(nóng)作物種質資源普查與收集行動啟動。在這次行動中,浙江調查收集和征集到各類種質資源3000多份,為種質庫的建設奠定了基礎。
張小明告訴記者,這次普查行動,大部分工作是搶救性的。
翻開《浙江農(nóng)作物種質資源·豆類作物卷》,光是大豆,就有77個不同的資源:淳安六月白豆、浦江羊毛豆、天臺細毛白、安陽黑豆……
在許多品種的介紹里,都能看到這樣令人遺憾的描述:在某某縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)戶零星種植,已很難收集到。在異位妥善保存的同時,建議擴大種植面積。
“小時候家里的米很香,為什么現(xiàn)在吃不到了?超市里買的蔬菜,為什么沒有農(nóng)民自家種的清甜?”張小明表示,這是因為種植戶用的種子大多從種子公司批量購買,長此以往,地方品種受到擠壓,以致面臨“瀕?!薄?/p>
浙江擁有大量古老、特色、珍稀的地方種質資源。它們的流失,如同物種的消亡,每年都在發(fā)生。省農(nóng)作物種質資源庫,將為這些珍稀種質提供一片棲息地。
五谷豐登,還包蘊著地方獨特的文化。很多地方品種都與當?shù)氐娘L土人情息息相關。
普查中發(fā)現(xiàn)的東陽紅粟,入選了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部評選的2019年全國十大優(yōu)異種質資源。當年,張小明也參與了東陽紅粟的申報工作。
東陽紅粟是長長的一串,顏色鮮艷,很適合作裝飾。據(jù)當?shù)厝私榻B,新房上梁,經(jīng)常用紅粟點綴,結婚出嫁時,也要取一片紅粟,和其它谷物一起裝擔。在東陽人心里,紅粟不僅是糧食,更有吉祥、平安的寓意。
“保存地方種質,也是保存一段故事、保存一種文化?!睆埿∶髡f。
一項戰(zhàn)略性的工作,要逐步挖掘
省農(nóng)作物種質資源庫由三部分組成:一棟三層樓高的綜合樓,供科研人員實驗、辦公用,緊挨著它的是存放種質的冷庫,比一層樓略高,此外還有一片150畝的試驗圃。
一樓、一庫、一圃,張小明說,把這三項設施集中在一個地方,在全國的種質庫中都是比較少見的,尤其是試驗圃的面積,比很多地方大得多。
這樣布局,是為了最大程度提高科研效率?!胺N質是活的資源,不是存放起來就萬事大吉,我們要不斷去檢驗它們的生命力,要種植更新,這就是圃的作用。”張小明說。
收到一份種質后,科研人員首先要在圃里把種子種上一季,一是為了挑選出質量最佳的選手,二是初步鑒定、比較,去掉重復的資源,接著才是干燥、包裝、稱重,入庫保存。冷庫一共由8間不同標準的單體庫構成,在零下18攝氏度的庫里,種質的生命力降到最低,能夠存放長達50年,同樣的材料在零下5攝氏度、2攝氏度的庫中也有備份,進出更為方便。
入庫后,定期的檢測必不可少,種質的發(fā)芽率必須穩(wěn)定在一定水平,一旦發(fā)芽率下降,或者存放期到了,就需要重新種一遍。
種子在生命的“最后時刻”回到土地里,發(fā)芽、生長、結果,在這樣的輪回中,一次次延續(xù)它獨有的基因。
有報道稱,種質庫的近期種質貯存量有30萬份,遠期貯存能力達45萬份以上。然而,第一批種質計劃入庫5000份,如此龐大的庫容,什么時候才能放滿?
“現(xiàn)在國內存放種質的資源庫,很多都沒有超過10萬份,浙江這個庫,是為未來10年、30年甚至更長的戰(zhàn)略需要設計的。也就是說,我們預期在未來一段較長的時間里存放30萬份種子,如果需要,還能繼續(xù)擴容到45萬份?!睆埿∶髡f,未來計劃通過立法立規(guī)、開展合作等多種方式,收集育種專家培育的新種,最大限度發(fā)揮種質庫的作用。
此外,種質庫的研究人員還將做好每一份種質的基因鑒定、評價工作,建好信息共享平臺。
這么多種質,每一份都有它的價值嗎?
張小明說,我們不期望每份資源能立刻派上用場,現(xiàn)在的幾千份種質里,有幾份能馬上被利用起來,已經(jīng)很不容易,這是一項戰(zhàn)略性的工作,要逐步挖掘,認真研究。