基因庫(kù)種質(zhì)資源生活力監(jiān)測(cè)間期及監(jiān)測(cè)策略的探討

李玉榮，洪 軍,王荔楓，王梅娟

(1.全國(guó)畜牧總站,北京 100125; 2.赤峰市巴林右旗林業(yè)和草原局，內(nèi)蒙古 巴林右旗 025550)

利用基因庫(kù)保存種質(zhì)資源是植物遺傳多樣性保護(hù)的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法，并被越來(lái)越多地用作瀕危植物保護(hù)的工具之一。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)和保存數(shù)量的增加，基因庫(kù)的管理工作面臨挑戰(zhàn)。生活力監(jiān)測(cè)是基因庫(kù)種質(zhì)資源管理工作的重要內(nèi)容，通過(guò)生活力監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)處于臨界值的種質(zhì)，及時(shí)進(jìn)行繁殖更新，防止種質(zhì)資源遺傳多樣性的遺失?；驇?kù)中的材料數(shù)量繁多，如何在節(jié)省種子、節(jié)約勞動(dòng)力及其他資源的情況下做到種質(zhì)資源的安全保存，是基因庫(kù)管理工作的重要課題。

目前，為了優(yōu)化生活力監(jiān)測(cè)制度和方案，分析長(zhǎng)期貯藏后種子生活力的研究相當(dāng)匱乏[2,3]。FAO/IPGRI基因庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)[4]推薦了生活力監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，2013年發(fā)布了修訂版本，對(duì)種子生活力監(jiān)測(cè)做了更詳細(xì)的規(guī)定[5]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外陸續(xù)出現(xiàn)了有關(guān)學(xué)者對(duì)種質(zhì)資源生活力監(jiān)測(cè)方面的研究。本文對(duì)前人的相關(guān)研究進(jìn)行了綜述，對(duì)生活力監(jiān)測(cè)間期及監(jiān)測(cè)的策略進(jìn)行了探討。

1 生活力監(jiān)測(cè)的間期

基因庫(kù)中種質(zhì)資源生活力監(jiān)測(cè)的間期取決于種子初始生活力的大小和種子壽命的長(zhǎng)短等因素。初始生活力較低的種子貯存一定時(shí)間后，監(jiān)測(cè)結(jié)果不合格的概率較高[3]。

FAO/IPGRI基因庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)[4]中規(guī)定，在適宜的貯藏條件下，對(duì)于初始發(fā)芽率較高的種子，一般應(yīng)在10年后進(jìn)行第1次監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，對(duì)貯藏壽命較差或初始品質(zhì)較差的種子應(yīng)在5年后進(jìn)行檢測(cè)。FAO/IPGRI修訂后的標(biāo)準(zhǔn)[5]中，生活力監(jiān)測(cè)間隔設(shè)置為預(yù)測(cè)種子生活力下降到初始生活力的85%或更低所需時(shí)間的1/3，但最長(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)40年。同時(shí)，在標(biāo)準(zhǔn)中技術(shù)部分要求生活力監(jiān)測(cè)間隔要根據(jù)發(fā)芽試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，一旦檢測(cè)到顯著下降，就應(yīng)該減小監(jiān)測(cè)間隔，“微調(diào)”預(yù)測(cè)時(shí)間。頻繁進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)監(jiān)測(cè)種質(zhì)材料不僅費(fèi)工，而且會(huì)消耗種子資源，造成種子數(shù)量減少，需要提前進(jìn)行更新，同時(shí)，頻繁的更新又增加了選擇、遺傳漂變和遺傳完整性喪失的風(fēng)險(xiǎn)[1]。因此，謹(jǐn)慎的管理應(yīng)該盡可能不頻繁地進(jìn)行監(jiān)測(cè)測(cè)試[6]。

預(yù)測(cè)種子的壽命是確定生活力監(jiān)測(cè)間隔的基礎(chǔ)，而不同物種之間的種子壽命存在相當(dāng)大的差異[7]。Roberts[8]根據(jù)農(nóng)作物種子在各種不同溫度和水分條件下，預(yù)測(cè)種子貯藏壽命，提出了種子生存方程，后來(lái)Ellis和Roberts[9]根據(jù)多年的研究結(jié)果，對(duì)生存方程進(jìn)行了修正，其中最重要的修正是將種子原始發(fā)芽率考慮在內(nèi)。有研究表明，利用這個(gè)指數(shù)關(guān)系對(duì)短期貯藏種子的壽命可以成功預(yù)測(cè)，但是對(duì)于長(zhǎng)期貯藏種子壽命預(yù)測(cè)的應(yīng)用價(jià)值是有限的[6]。一方面不能長(zhǎng)期精準(zhǔn)地保持設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的貯藏環(huán)境，比如設(shè)備或電源故障造成的停機(jī)、維修及更換，常規(guī)工作中員工的進(jìn)出等多種因素，都會(huì)引起溫度的波動(dòng)變化，由于貯藏壽命與貯藏環(huán)境呈指數(shù)關(guān)系，短時(shí)間內(nèi)在較高溫或含水量高于預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，都對(duì)種子實(shí)際貯藏壽命有較大影響。另一方面，種質(zhì)資源可能來(lái)自多種來(lái)源，收獲、干燥和短期貯藏的背景也不同，種子批有可能是不均勻的，很難對(duì)種子生存期進(jìn)行量化。因此，種子生存方程的預(yù)測(cè)可作為潛在種子貯藏壽命的指導(dǎo)，但不能替代長(zhǎng)期貯藏中獲得的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)[6]。到目前為止，僅對(duì)數(shù)量有限的物種提供了生存常數(shù)的估計(jì)，對(duì)于大多數(shù)植物種來(lái)說(shuō)，很少或沒(méi)有基于證據(jù)的壽命預(yù)測(cè)，因此對(duì)基因庫(kù)管理方面的建議相對(duì)有限[6]。

據(jù)估計(jì)，全球有1 750個(gè)基因庫(kù)，保存了約740萬(wàn)份種質(zhì)材料[10]，這些基因庫(kù)已經(jīng)運(yùn)行多年，對(duì)生活力監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析可以作為生活力監(jiān)測(cè)間隔的參考。

我國(guó)國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)中23種作物1.8萬(wàn)多份種子在-18 ℃下貯藏10年后，大部分種子生活力仍保持較高水平，只有95份材料出現(xiàn)了明顯的下降。其中,胡蘿卜、萵苣、棉花、胡麻、蓖麻等5種作物種子整體發(fā)芽率平均值都出現(xiàn)了顯著下降[11]。國(guó)家蔬菜資源中期庫(kù)中保存的6種蔥屬蔬菜共610 份資源經(jīng)過(guò) 21～30 年貯存后，6種蔥屬種子生活力均呈顯著下降趨勢(shì), 建議對(duì)貯藏20 年以上的種子增加監(jiān)測(cè)頻率，將監(jiān)測(cè)間期從10年縮短至5年[12]。覃初賢等[13]在對(duì)廣西農(nóng)科院種子庫(kù)的野生稻種資源生活力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析后,建議把不耐貯藏的作物(類型)和對(duì)生活力整體出現(xiàn)明顯下降類型的種子作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象，3～5 年檢測(cè) 1 次并及時(shí)進(jìn)行繁殖更新。我國(guó)國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)油菜種子在長(zhǎng)期庫(kù)(-18 ℃)中保存15 年后，發(fā)芽率出現(xiàn)顯著下降，因此建議對(duì)長(zhǎng)期庫(kù)中保存的野生近緣種或者貯藏時(shí)間在 15 年以上的油菜種子進(jìn)行密集監(jiān)測(cè)[14]。國(guó)內(nèi)的相關(guān)研究大多集中在對(duì)保存數(shù)年種子的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,根據(jù)生活力下降情況提出的建議，對(duì)于確定相應(yīng)物種的生活力監(jiān)測(cè)間期有借鑒參考價(jià)值，只是種類數(shù)量不多。Ellis等[6]對(duì)國(guó)際畜牧研究所中期庫(kù)(含水量5%，溫度約8 ℃) 中50個(gè)屬的豆科牧草種子貯藏30年的生活力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，利用probit分析方法擬合各種子批的累積正態(tài)分布，與種子生存方程計(jì)算的預(yù)期壽命進(jìn)行比較。結(jié)果表明，在豆科種子的50個(gè)屬的植物中，有47個(gè)屬的種子生活力達(dá)到或超過(guò)了中期種質(zhì)存貯的預(yù)期存貯期，Ellis的研究結(jié)果表明，通過(guò)種子生存方程預(yù)測(cè)種子壽命所獲得的生活力監(jiān)測(cè)間期可以在種子生活力監(jiān)測(cè)中利用。Treuren等[3]對(duì)荷蘭遺傳資源中心近4萬(wàn)份種子(平均初始發(fā)芽率栽培種為92.3%，野生種為82.3%)的生活力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，多種作物種子在-20 ℃保存時(shí)間超過(guò)25年(含水量3%～7%，近真空鋁箔袋包裝)，結(jié)果表明，更新后存貯25年，絕大多數(shù)種子活力保持良好，因此，建議長(zhǎng)期庫(kù)種子的第1次種子生活力監(jiān)測(cè)推遲到更新后25年進(jìn)行。Ellis等[6]提出，如果有足夠的數(shù)據(jù)，建議從物種水平而不是屬的水平上進(jìn)行分析，在Treuren[3]和Ellis[6]的研究中，由于生活力顯著下降的種子數(shù)量相對(duì)較少，都沒(méi)有對(duì)單個(gè)具體物種進(jìn)行分析研究，并且在Treuren等[3]的研究中涉及作物種類也相對(duì)較少，不宜將少數(shù)物種的數(shù)據(jù)推斷到其他物種。Trapp等[2]開(kāi)發(fā)了一個(gè)數(shù)據(jù)通知方法，該方法擬合了一個(gè)具有隨機(jī)種子批次特定系數(shù)的分層貝葉斯種子活力模型，對(duì)2833批次(每個(gè)批次的種子均有3～7次完整的生活力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù))的玉米種子制定了生活力監(jiān)測(cè)的日程表,一方面是立足在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立模型，另一方面為平衡快速捕獲衰退種子的重要性和過(guò)早檢測(cè)的成本，通過(guò)對(duì)ROC曲線分析及后續(xù)測(cè)試，確定使用預(yù)測(cè)合理的分位數(shù)作為再次測(cè)定時(shí)間。

對(duì)于不能預(yù)測(cè)種子壽命的植物種子，F(xiàn)AO[5]發(fā)布的《糧食與農(nóng)業(yè)植物遺傳資源基因庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)》推薦，如果不能估計(jì)種子的劣變期，并且材料長(zhǎng)期保存在- 18 ℃的密閉容器中，預(yù)期壽命長(zhǎng)的物種應(yīng)間隔10年，預(yù)期壽命短的物種應(yīng)間隔5年或更短的時(shí)間。

基因庫(kù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)可以用于所有的種質(zhì)庫(kù)，在應(yīng)用時(shí)需要根據(jù)基因庫(kù)的具體情況，并與物種特有信息相結(jié)合[5]。目前，世界范圍內(nèi)運(yùn)行的基因庫(kù)中，一類采用固定的間隔時(shí)間進(jìn)行監(jiān)測(cè)，另一類根據(jù)初始發(fā)芽率計(jì)算間隔時(shí)間[15]。此外，基因庫(kù)設(shè)定的監(jiān)測(cè)間隔也可以具有物種特異性，例如美國(guó)農(nóng)業(yè)部日內(nèi)瓦分部中期和長(zhǎng)期貯藏條件相同，按照每15年對(duì)蘿卜進(jìn)行中期和長(zhǎng)期貯藏的種質(zhì)都進(jìn)行監(jiān)測(cè)[15]。

優(yōu)化生活力監(jiān)測(cè)方案，設(shè)置合理的生活力監(jiān)測(cè)間期，過(guò)度頻繁監(jiān)測(cè)會(huì)造成大量種子和人力資源的浪費(fèi)，過(guò)少則會(huì)錯(cuò)過(guò)種子生活力關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，造成遺傳物質(zhì)流失的風(fēng)險(xiǎn)，因此，生活力監(jiān)測(cè)應(yīng)在平衡種質(zhì)資源潛在流失的風(fēng)險(xiǎn)損失與檢測(cè)成本(種子、勞動(dòng)力及其他資源)的基礎(chǔ)上設(shè)置合理間隔。宋超等[16]提出，從種子入庫(kù)到種子繁殖更新這個(gè)時(shí)期即種質(zhì)安全保存期，可適當(dāng)延長(zhǎng)初次監(jiān)測(cè)時(shí)間，在種子安全保存期的末期安排監(jiān)測(cè)或直接安排繁殖更新。種子存活曲線呈倒S形，根據(jù)種子活力喪失特性，在平臺(tái)期可適當(dāng)延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)周期，在臨近關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)縮短監(jiān)測(cè)周期，同時(shí)根據(jù)種子老化信號(hào)研究篩選預(yù)示種子即將轉(zhuǎn)向驟降期的生物標(biāo)記作為監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)，建立有效的監(jiān)測(cè)預(yù)警方法[17,18]。

種質(zhì)資源庫(kù)的管理系統(tǒng)，需要制定一個(gè)更復(fù)雜的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),將多個(gè)種子老化信號(hào)作為生活力的生物標(biāo)記集成到一個(gè)預(yù)測(cè)工具中，從而對(duì)一個(gè)種子群體老化進(jìn)行全面的有效評(píng)估[18]，使管理者不僅僅根據(jù)最近發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果，而且基于其在貯藏中的整體表現(xiàn)，特別是在種質(zhì)庫(kù)中預(yù)計(jì)生存能力下降將以更快的速度發(fā)生的情況，能夠及時(shí)有效地確定種子更新的需求[18,19]。

2 生活力監(jiān)測(cè)的策略

生活力監(jiān)測(cè)除了應(yīng)設(shè)置合理的監(jiān)測(cè)間期，還涉及監(jiān)測(cè)種子范圍、種子取樣、種子數(shù)量、誤差估計(jì)、發(fā)芽試驗(yàn)程序、入庫(kù)及更新標(biāo)準(zhǔn)等多方面，采取策略不同，都可能會(huì)對(duì)種子生活力監(jiān)測(cè)結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。

2.1 監(jiān)測(cè)方式

管理種質(zhì)資源庫(kù)，最理想的方法是在種子入庫(kù)貯存時(shí)進(jìn)行初始試驗(yàn)，預(yù)測(cè)種子何時(shí)達(dá)到存活閾值，或者按相對(duì)壽命排列種子批次，至少在處理相同種類的材料時(shí)進(jìn)行排序。通過(guò)種子最初發(fā)芽試驗(yàn)確定一個(gè)種子批在貯存時(shí)生活力的準(zhǔn)確指示信息[20]。種子生活力監(jiān)測(cè)通過(guò)對(duì)相似材料(比如基于相同的作物種類和更新的年份及地點(diǎn)進(jìn)行分類)的代表樣品進(jìn)行抽樣，而不是對(duì)相似材料中的每一個(gè)樣品進(jìn)行檢測(cè)[3], 這樣可以在節(jié)約種子和其他資源的情況下，兼顧到每個(gè)種子批。

國(guó)內(nèi)的一些研究[11，12，21，22]大多傾向于采用逐份監(jiān)測(cè)方式。確定重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象，將不耐貯藏的作物(類型)和生活力整體出現(xiàn)明顯下降的某些繁種單位提供的種子[11，12，21]、氣候惡劣條件下生產(chǎn)的種質(zhì)批作為重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象[23]，對(duì)于貯藏能力強(qiáng)的種質(zhì)可適當(dāng)采用抽樣監(jiān)測(cè)[24]。

在長(zhǎng)期庫(kù)和中期庫(kù)持有同一原始種子樣品的情況下，只有在中期庫(kù)種子耗盡或監(jiān)測(cè)結(jié)果表明有必要對(duì)長(zhǎng)期庫(kù)種子進(jìn)行活力測(cè)試時(shí)，才能對(duì)長(zhǎng)期庫(kù)的種質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)[25]。中期庫(kù)種子屬的壽命的排序可應(yīng)用于監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期庫(kù)中種子生活力屬的優(yōu)先級(jí)排序[6]。此外，可以利用種子活力方程[9]與溫度常數(shù)一般估計(jì)值(跨物種)[26]定量估計(jì)兩種不同貯藏溫度下種子貯藏壽命的可能差異。

目前，有一些基因庫(kù)定期測(cè)試所有的存儲(chǔ)種子樣本，有些基因庫(kù)不定期地隨機(jī)選擇種質(zhì)進(jìn)行生活力監(jiān)測(cè)[27]。我國(guó)國(guó)家農(nóng)作物種質(zhì)庫(kù)從1991年起,有目的地選擇部分作物種子進(jìn)行生活力監(jiān)測(cè)，以了解各種作物種子整體生活力變化情況[11]。

2.2 初次發(fā)芽試驗(yàn)時(shí)間及接收的標(biāo)準(zhǔn)

2013年修訂后的標(biāo)準(zhǔn)[5]要求初次試驗(yàn)在收到樣品后盡快測(cè)定，最遲在基因庫(kù)收到樣品后12個(gè)月完成。大多數(shù)栽培作物種子的初始萌發(fā)值應(yīng)超過(guò)85%。對(duì)于某些特殊的物種，以及通常不能達(dá)到高萌發(fā)水平的野生種和林木種子，可以接受較低的萌發(fā)百分比。在種質(zhì)庫(kù)接收的種質(zhì)是小數(shù)量種子的情況下，因這些種子是送來(lái)更新的，就沒(méi)有必要進(jìn)行種子的初始測(cè)試，但更新種子在存貯前必須進(jìn)行測(cè)試[28]。

2.3 發(fā)芽試驗(yàn)樣品數(shù)量

發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果對(duì)基因庫(kù)管理決策至關(guān)重要，因此數(shù)據(jù)應(yīng)具有足夠的可靠性，而試驗(yàn)樣本量是影響可靠性的重要因素[29]。隨著試驗(yàn)樣品量的增加，試驗(yàn)結(jié)果的置信區(qū)間收窄，可靠性增加[20]。因此，在初始測(cè)試中，應(yīng)使用更多的種子以增加結(jié)果的可靠性，同時(shí)為更好地預(yù)測(cè)后續(xù)貯藏中種子活力損失的預(yù)期進(jìn)展提供了可能性。同時(shí)，用于發(fā)芽的種子數(shù)量取決于收集樣品數(shù)量以及補(bǔ)充庫(kù)存的難易程度。根據(jù)大樣本的樣品量的多少，用于生活力監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)樣品可以是25～50粒，樣品量小于500粒的材料，也可以取10粒種子作為試驗(yàn)樣品，但是少于10粒種子的測(cè)試由于樣品量太小，無(wú)法進(jìn)行有意義的統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)于難以大量收集種子的物種，樣品量小于250粒，可能完全不需要進(jìn)行生活力測(cè)試[30]。FAO[1]依據(jù)ISTA發(fā)芽測(cè)試要求，提出初始發(fā)芽測(cè)試至少應(yīng)使用200粒種子，但如果由于資源和(或)種子有限，為節(jié)省種子，建議每次監(jiān)測(cè)試驗(yàn)隨機(jī)抽取50～100粒種子，對(duì)于小的種質(zhì)數(shù)量(通常是野生物種的情況)，50?；蚋俚姆N子樣本量也是可以接受的, 但是必須認(rèn)識(shí)到發(fā)芽率低于閾值的機(jī)會(huì)很高, 應(yīng)評(píng)估發(fā)生這種情況的風(fēng)險(xiǎn)[28]。當(dāng)種子數(shù)量非常有限時(shí)，減少生活力監(jiān)測(cè)用種量顯然是特別重要的，可以使用序列測(cè)定方法。序列測(cè)試方法能節(jié)省種子，缺點(diǎn)是需要多次統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，相對(duì)繁瑣。

2.4 發(fā)芽試驗(yàn)方法

發(fā)芽方法是關(guān)系到試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的重要因素。發(fā)芽試驗(yàn)應(yīng)盡量使用最佳條件和適當(dāng)?shù)拇蚱菩菝叩奶幚?，使得所有具有生活力的種子能夠發(fā)芽[28]。目前，大多數(shù)基因庫(kù)使用ISTA國(guó)際檢驗(yàn)規(guī)程中的發(fā)芽方法。在ISTA國(guó)際檢驗(yàn)規(guī)程中，包括重要的農(nóng)業(yè)和蔬菜種子、樹(shù)和灌木及花、草本和藥用植物種子。

基因庫(kù)中收集的很多野生植物種子，許多種類沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽方法。對(duì)于沒(méi)有方法的種子需要建立種子的發(fā)芽方法。優(yōu)先使用發(fā)芽試驗(yàn)方法，當(dāng)不能去除種子休眠時(shí)，可以進(jìn)行其他測(cè)試。有些種子在較寬的條件下具有較強(qiáng)的耐受性和萌發(fā)能力，但只有在最適條件下才能完全萌發(fā)。在最適條件下也不能萌發(fā)的種子就是種子休眠。種子休眠問(wèn)題是生活力監(jiān)測(cè)中的難題，休眠的混淆效應(yīng)會(huì)干擾對(duì)生活力監(jiān)測(cè)臨界點(diǎn)的識(shí)別。種子休眠隨時(shí)間的推移也發(fā)生著動(dòng)態(tài)變化，初始測(cè)定方法和貯藏一定時(shí)間后的監(jiān)測(cè)方法可能也會(huì)不同。在監(jiān)測(cè)中，破除種子休眠方法應(yīng)用在已解除休眠的種子上，有時(shí)候不適合或者會(huì)傷及種子。

種子的發(fā)芽方法是否合適，可以采用統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行評(píng)估。如果大多數(shù)或所有有生活力的種子已經(jīng)發(fā)芽，有生活力種子和萌發(fā)種子之間沒(méi)有顯著差異時(shí)，則認(rèn)為設(shè)定的發(fā)芽條件是合適的[30]。

2.5 誤 差

影響誤差大小的因素很多?；谌有Ч恼`差水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)期[3]，因此要盡量取得種子批中有代表性的樣品，從而降低取樣誤差。

誤差的大小與種子發(fā)芽率的高低密切相關(guān)。隨著種子發(fā)芽率的降低，誤差也會(huì)增加[28]。當(dāng)發(fā)芽率為50%時(shí)，誤差最大，當(dāng)發(fā)芽率由50%降低到0或增加到100%時(shí)，誤差是逐漸降低的。

降低發(fā)芽試驗(yàn)的誤差能夠明顯提高效率[3]。因此，對(duì)需更新的樣品結(jié)果有必要進(jìn)行可靠性鑒定，避免根據(jù)不可靠的發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行不必要的更新[29]。為此，對(duì)低于閾值發(fā)芽結(jié)果要進(jìn)行重新測(cè)試，以減少或避免由于誤差導(dǎo)致的不合理更新決策。

2.6 繁殖更新標(biāo)準(zhǔn)

基因庫(kù)管理的目標(biāo)是長(zhǎng)期保持高活力的種質(zhì),為確?；驇?kù)中保存種質(zhì)的質(zhì)量和數(shù)量，基因庫(kù)必須進(jìn)行繁殖更新。更新繁殖，生產(chǎn)質(zhì)量和數(shù)量最佳的新種子，應(yīng)以最小的遺傳完整性損失達(dá)到最大的成本效益[31]。

在種子基因庫(kù)中，以種子方式保存了幾十年或幾百年的遺傳資源，貯藏期間或頻繁更新期間的死亡率會(huì)造成遺傳侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)[32]。當(dāng)生活力下降到初始生活力85%以下時(shí)，或當(dāng)剩余種子數(shù)量少于要求的種質(zhì)代表群體3次播種量時(shí)應(yīng)該進(jìn)行更新[28]。對(duì)于勻質(zhì)的樣品，貯存期間遺傳侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)很低，只要在更新時(shí)植物是足夠的，發(fā)芽率可以低于85%。對(duì)于不勻質(zhì)的樣品如野生種類和地方品種，必須堅(jiān)守85%的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)一些地方種、特殊種質(zhì)、野生種和森林種，新補(bǔ)充種子的生活力中很少能達(dá)到85%。在這種情況下，可以選擇設(shè)定比較低的生活力標(biāo)準(zhǔn)觸發(fā)指標(biāo)值，如70%或更低[28]。

目前,國(guó)內(nèi)的基因庫(kù)尚未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[21]，我國(guó)國(guó)家農(nóng)作物長(zhǎng)期庫(kù)以發(fā)芽率為60%作為自花授粉作物(自交系)更新繁殖的臨時(shí)執(zhí)行指標(biāo),地方種以發(fā)芽率下降到起始發(fā)芽率的85%進(jìn)行更新繁殖[33]。

3 小 結(jié)

保護(hù)植物遺傳多樣性，依賴長(zhǎng)期貯存種子和優(yōu)化生活力監(jiān)測(cè)和更新頻率[34]。加強(qiáng)主動(dòng)管理，用正確的種子處理程序和策略以限制種子的消耗和遺傳流失，對(duì)植物遺傳資源的長(zhǎng)期、經(jīng)濟(jì)和有效的保護(hù)至關(guān)重要。為確保基因庫(kù)安全保存，制定合理的監(jiān)測(cè)方案，優(yōu)化監(jiān)測(cè)周期和更新頻率，需要做好以下幾個(gè)方面的工作：

1) 優(yōu)化生活力監(jiān)測(cè)方案，必須建立在平衡種質(zhì)資源潛在流失的風(fēng)險(xiǎn)損失與檢測(cè)成本(種子、勞動(dòng)力及其他資源)的基礎(chǔ)上，設(shè)置合理監(jiān)測(cè)間隔。種子繁殖更新標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)以最小的遺傳完整性損失和最大的成本效益，生產(chǎn)和繁殖質(zhì)量和數(shù)量最佳的種子。

2) 研究并制定發(fā)芽試驗(yàn)的輔助方法，識(shí)別種子老化信號(hào)以確定種子老化階段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生活力下降的臨界點(diǎn)或關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，逐步建立有效的監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)[17,18]，以便及時(shí)更新，防止遺傳基因的流失。

3) 確定監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，將不耐貯藏的作物(類型)和生活力整體出現(xiàn)明顯下降的某些繁種單位提供的種子、惡劣氣候條件生產(chǎn)收獲的種子作為監(jiān)測(cè)重點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4) 生活力監(jiān)測(cè)中采取適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)策略，兼顧全面及監(jiān)測(cè)重點(diǎn)，采用適宜的取樣數(shù)量和發(fā)芽方法，以減少或避免因誤差引起誤判的損失。