一粒种子如何登上野生植物诺亚方舟
零下20摄氏度的冷库干燥寒冷刚从英国丘园千年种子库远道而来的346种野生植物种子经过再次干燥后被存放进不同的密封玻璃罐中静静地躺在中国野生植物的“诺亚方舟”里进入了深度睡眠。
这批来自英国丘园千年种子库的野生植物种子共有78科346种353份来自33个国家和地区遍布五大洲。它们于1月26日顺利到达了位于云南省昆明市的中国科学院中国西南野生生物种质资源库该库被称作中国野生植物的“诺亚方舟”。
“诺亚方舟”为何建在云南?
随着科学技术的发展科学家们正在将世界上大部分已经绝迹或数量稀少的野生植物收集起来贮存在一座座“诺亚方舟”中用以保存种质资源。目前世界上最大的两座野生植物“诺亚方舟”分别是英国丘园千年种子库和中国西南野生生物种质资源库。
“之所以把中国野生生物种质资源库建在云南是因为云南是不折不扣的‘生命最丰富的地方’。”中国西南野生生物种质资源库副主任李唯奇博士告诉记者。
云南是誉满全球的“植物王国”和“动物王国”有15000多种植物约占全国的50%；脊椎动物有1704种约占全国的55%；昆虫种类有100500种约占全国的67%。
2007年在已故着名植物学家、中科院院士吴征镒的呼吁下中国首个野生生物种质资源库在中科院昆明植物研究所建成2008年10月29日投资1.48亿元的中国西南野生生物种质资源库正式启用。种质资源库建筑面积约7000平方米园区80亩。项目建设包括种子库、植物离体库、DNA库、微生物库、动物种质资源库和信息中心。其中对野生植物种子的保存是最主要的内容之一。
截至2015年12月该库在安全保障中国9129种67869份野生植物种子的同时也在为全球生物多样性保护做着努力。
“这批来自英国丘园的种子是我们库里备存的第六批国外植物种子了目前我们的国外备存种子数已达到1197份来源国和地区有45个。”李唯奇说。
中国科学院与英国丘园在种子、数据、凭证标本的采集、交换以及种子生物学研究等方面都有合作。“我们与英国丘园千年种子库会不定期地进行种子交换备存你的种子放我这里我们的种子放你那里这对全球种质资源的安全十分必要。”李唯奇说。
进入“诺亚方舟”的种子大有讲究
一粒种子想登上植物的“诺亚方舟”并非那么容易种质资源库为种子设定了很高的入门门槛其首先必须满足“3E”原则即濒危的(Endangered)、特有的(Endemic)、有重要经济价值的(Economicimportant)。
“想进入最终零下20摄氏度的冷库成为方舟里的一员满足3E原则还远远不够种子们还得经过70多道程序的考验。”李唯奇说。
首先采集种子就很有讲究一般要求每份采集的成熟饱满种子要达到10000粒以上最少2500粒。但是前提是要保证采集量不超过原产地所采集居群种子的20%以避免破坏植物的种群结构。
其次采集回的种子不能马上入库需要干燥、清理和计数等。种子管理员秦少发告诉记者普通种子如玉米、小麦常温下最多能保存一至两年为了延长种子的保存时间种质资源库利用低温、干燥的方式人为地延长种子的保存寿命。
秦少发说:“有些种子很小比如有些兰科植物的种子就几十微米大小不仅清理困难计数更困难在干燥间有静电称量仪器会吸附兰科植物的种子但很难取下为了避免损失我们只能抽取部分种子称重得出平均重量再通过称量总重来确定种子粒数。”
“种子计数之前还要随机抽取一部分样本经过X光机进行检查就像人们体检时做胸透一样在X光下种子是饱满还是干瘪我们都能一目了然。”秦少发说。
做完体检后种子还要继续进行清理、质量检测、计数然后做进一步干燥在温度15摄氏度、平衡相对湿度15%的环境中种子将被放置一个月这个时候种子的含水量会降到5%左右在低温、干燥状态下种子们昏昏欲睡“这些进入‘休眠期’的种子就基本达到进入冷库的条件了。”秦少发说。
最后经过密闭容器分装种子终于得以进入自己将要“冬眠”的去处——零下20摄氏度的冷库在这里种子可以存活几十年甚至上千年。
“目前我们的科学家正在进行新一代种子超低温保存的课题研究将种子经过特殊处理后置于零下196摄氏度的液氮中保存如果成功的话将可能实现种子的永久保存。”李唯奇说。
当然管理员们也不会让种子们无休止地睡下去“每隔5年或10年我们都会打破‘种子的休眠’抽样一小部分对它们进行一次萌发实验看看种子是否还有活力。”种子萌发管理员杨娟告诉记者“当然这些珍稀植物的种子萌发成的小苗自然不会被浪费我们会将小苗信息发到网站上科研人员都可以申请使用。”
珍稀植物面临灭绝时可用于生态恢复
据统计中国每年有300多种生物濒临灭绝乃至消失而种质资源库成了野生植物的避难所。“当一个物种有灭顶之灾时我们就会启用这些保存的种质资源用于生态恢复使该物种重生。”李唯奇说。
在中国西南野生生物种质资源库中已收纳了多个濒临灭绝的植物品种其中包括:2006年在昆明石林发现的、已经绝迹了100年的“弥勒苣苔”(Paraisometrummileense)目前该物种只发现300多个野生植株；1992年在云南东北部巧家县发现的中国特有植物“巧家五针松”(Pinussquamata)目前该物种仅存29株野生个体；而喜马拉雅红豆杉(Taxuswallichiana)因被发现其树皮含抗癌特效药用成分紫杉醇而遭受了掠夺性砍伐已经濒危。
“通过就地保护与迁地保护相结合的方式我们以西南地区的野生生物种质资源保护为重点覆盖全国重点收集‘3E’物种取得了一定效果。”李唯奇说。
目前超过三成的我国野生植物种子已经保存到了“诺亚方舟”中。资源库还在为我国野生生物种质资源的保护、研究、开发及合理利用提供着技术支撑。
我国已经有了不少自然保护区用以保护野生生物为何还要修建种质资源库?
李唯奇解读说:“自然保护区与种质资源库其实并不矛盾人类只有使保护物种的手段具有多样性保护才更具可靠性。如果自然保护区遇到了火灾、冻灾、虫灾怎么办?种质资源库则可以有效解决这些天灾问题和种质退化问题。”
为了更好地保护这些珍稀野生植物种子帮助今后可能需要的生态恢复科研人员在采集种子时会详细记录下采集时间、地点、海拔、土壤类型、周围环境等信息并把该植物的叶、花、果等信息作为凭证一一对应标本作为今后生态修复的依据。
“种子象征着生命和希望。我们希望通过种子的力量更好地保护人类的未来。”李唯奇说。（岳冉冉）
责任王伟
