農(nóng)業(yè)“芯片”
——種子

種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，是國(guó)家糧食安全的命脈。人類的農(nóng)耕文明可追溯到距今13 000年前，考古學(xué)家曾在伊拉克的耶莫遺址中發(fā)現(xiàn)了大約公元前6750年的種子遺存。從那時(shí)起，人類就知道種子就是來(lái)年收成的重要保障。

以生物資源為基礎(chǔ)的現(xiàn)代生物技術(shù)需要大量的生物資源儲(chǔ)備，許多國(guó)家通過(guò)建立種質(zhì)資源庫(kù)對(duì)生物資源進(jìn)行有效儲(chǔ)備和管理。

我國(guó)種質(zhì)資源的現(xiàn)狀

國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)和青海復(fù)份庫(kù)作為我國(guó)保存種質(zhì)資源的長(zhǎng)期庫(kù)，主要對(duì)糧、油、果、蔬等340種作物及其野生近緣植物種質(zhì)資源進(jìn)行50年以上的長(zhǎng)期保存。同時(shí)，我國(guó)還配備有10個(gè)中期庫(kù)，中期庫(kù)中的種子可在零下4 ℃的庫(kù)中保存10～20年，分發(fā)供全國(guó)各個(gè)科研機(jī)構(gòu)使用的種質(zhì)資源每年超過(guò)8萬(wàn)份。

收集的種子通常要經(jīng)過(guò)3年鑒定，必須符合具有利用價(jià)值或潛在利用價(jià)值以及遺傳多樣性必須與庫(kù)存種子有顯著差異這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)才能入庫(kù)。每份種質(zhì)材料在入庫(kù)前要經(jīng)過(guò)篩選檢測(cè)，初始發(fā)芽率達(dá)到85%才能入庫(kù)保存。

圖6 國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)中零下18 ℃的冷庫(kù)里保存著幾十萬(wàn)份種子。 (圖/新京報(bào) 王巍 攝)

我國(guó)在種質(zhì)資源的保護(hù)與創(chuàng)新的“卡脖子”問(wèn)題主要體現(xiàn)在“親本材料”上，親本材料能產(chǎn)生種子的父本和母本，是最關(guān)鍵的核心材料。如果能從庫(kù)存資源中發(fā)掘大量?jī)?yōu)異種質(zhì)并進(jìn)行改良創(chuàng)制，就能將庫(kù)存的種質(zhì)資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變成可利用的親本材料優(yōu)勢(shì)，但這個(gè)過(guò)程十分漫長(zhǎng)。

中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)是我國(guó)第一個(gè)國(guó)家級(jí)野生生物種質(zhì)資源庫(kù)，也是亞洲最大的野生生物種質(zhì)資源收集、保藏機(jī)構(gòu)，現(xiàn)保存野生植物種子10 601種85 046份，占我國(guó)種子植物物種數(shù)的36%。

種質(zhì)資源庫(kù)的建設(shè)使中國(guó)的野生生物種質(zhì)資源，特別是中國(guó)特有種、珍稀瀕危物種，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)價(jià)值和科學(xué)研究?jī)r(jià)值的物種安全得到了有力保障，也為我國(guó)在未來(lái)參與國(guó)際生物產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

世界大型種子庫(kù)

斯瓦爾巴全球種子庫(kù)

圖7 挪威斯瓦爾巴全球種子庫(kù)入口 （圖/新華社 梁有昶 攝）

斯瓦爾巴全球種子庫(kù)是世界上最大的農(nóng)作物種子庫(kù)，它坐落于北極圈內(nèi)距離極點(diǎn)1300千米的冰山深處，面積約1000平方米，包括一條約100米長(zhǎng)的隧道和3個(gè)帶有氣密鎖的地下儲(chǔ)藏室 在內(nèi)的建筑主體都深藏在地下約120米的位置。儲(chǔ)藏室能存儲(chǔ)種子樣品150萬(wàn)份，每個(gè)樣品保存約500顆種子，共計(jì)可保存15億顆種子，足以應(yīng)對(duì)人類目前所能想象到的所有災(zāi)難，被稱為“植物諾亞方舟”。

英國(guó)基尤千年種子庫(kù)

英國(guó)基尤千年種子庫(kù)是世界上最大的野生植物種子庫(kù)，始建于2000年，它重點(diǎn)關(guān)注瀕危野生植物，并對(duì)這類植物的種子開(kāi)展科學(xué)研究。

送入基尤千年種子庫(kù)的植物種子需先接受干燥處理，使種子的濕度降到5%以下再進(jìn)行清潔處理，并選取每種植物的50顆種子為樣品，用射線檢查其質(zhì)量后放入瓊脂中培養(yǎng)，檢查其發(fā)芽能力后裝入玻璃瓶，在零下20 ℃的溫度下保存。經(jīng)此處理的部分種子保存期可長(zhǎng)達(dá)200年。