關(guān)鍵時(shí)刻探訪中國(guó)最大種子庫(kù)

本報(bào)記者 張妮

編者的話：俄羅斯媒體近日將“饑餓”列為2021年將發(fā)生的“最可怕事件”。世界糧食計(jì)劃署官員近日也表示，2021年全球或出現(xiàn)“罕見大饑荒”。而前不久結(jié)束的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議強(qiáng)調(diào)“保障糧食安全”，要加強(qiáng)種子庫(kù)建設(shè)，并開展種源“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)。為什么要建種子庫(kù)？它和國(guó)家糧食安全有何關(guān)聯(lián)？我國(guó)種源“卡脖子”卡在哪？在全球號(hào)召警惕糧食危機(jī)的關(guān)鍵時(shí)刻，《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者日前走進(jìn)國(guó)家種質(zhì)庫(kù)，試圖從中尋找答案。

“現(xiàn)在我們所在的就是零下18攝氏度、濕度小于50%的國(guó)家種質(zhì)庫(kù)，種子在這里的保存壽命可延長(zhǎng)到50年以上?！痹谖挥谥袊?guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)，《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者站在4攝氏度的緩沖間，隔著玻璃窗看到了種質(zhì)庫(kù)里一排排密集的種子架，像圖書館里的書架一樣排列有序。“這些架子可以前后移動(dòng)，高處的種子目前還需要人工爬梯子取放，今年8月投入使用的新庫(kù)將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流程，種子取放全部由電腦控制?！睋?jù)國(guó)家種質(zhì)庫(kù)工作人員介紹，中國(guó)的種質(zhì)資源保存數(shù)量超過(guò)52萬(wàn)份，僅次于美國(guó)（近60萬(wàn)份），位居世界第二。而將于今年啟用的新庫(kù)庫(kù)容量為150萬(wàn)份，位居世界第一。

保存糧棉油果蔬等340種作物

“種質(zhì)資源是培育新品種的物質(zhì)基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)的芯片，在任何一個(gè)國(guó)家都是戰(zhàn)略性物資?！敝袊?guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所作物種質(zhì)資源中心主任李立會(huì)在接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者專訪時(shí)表示，種質(zhì)通常指遺傳物質(zhì)，種質(zhì)資源主要指遺傳資源、基因資源，多存在于古老的地方品種、野生近緣植物等品種中。在我國(guó)，能將種子保存壽命延長(zhǎng)到50年以上的長(zhǎng)期庫(kù)有兩個(gè)。位于北京的國(guó)家種質(zhì)庫(kù)于1986年建成，總面積3200平方米，保存了糧、棉、油、果、蔬、茶、糖、桑、草等340種作物，主要任務(wù)是對(duì)農(nóng)作物、蔬菜、牧草等作物及其野生近緣植物種質(zhì)資源進(jìn)行長(zhǎng)期戰(zhàn)略保存。另一個(gè)長(zhǎng)期庫(kù)是位于青海西寧的復(fù)份庫(kù)。如果不使用相關(guān)技術(shù)進(jìn)行低溫保存，種子在室溫下一年后存活率就很低了。“長(zhǎng)期庫(kù)里的種質(zhì)資源一般不能動(dòng)用，保存過(guò)程中還要進(jìn)行生活力檢測(cè)?！贝送?，我國(guó)還有10個(gè)中期庫(kù)，種子在零下4攝氏度的庫(kù)中保存10-20年，主要任務(wù)是面向社會(huì)分發(fā)種子。

“一個(gè)品種在一個(gè)地方種20年左右，遺傳結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化，需通過(guò)對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行收集保護(hù)，把很多丟失的東西找回來(lái)?！崩盍?huì)表示，新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)進(jìn)行了三次作物種質(zhì)資源普查。最近的一次是從2015年開始的第三次普查，目前已搶救性收集了耐水淹玉米、紅皮核桃等一大批珍貴資源。

李立會(huì)說(shuō)，從事種質(zhì)資源工作的人員每年大約60%的時(shí)間都在收集種質(zhì)資源，收集回來(lái)后通常要經(jīng)過(guò)3年鑒定，并認(rèn)定符合兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)才能入庫(kù)：一是必須具有利用價(jià)值或潛在利用價(jià)值；二是遺傳多樣性必須與庫(kù)存種子有顯著差異，不能重復(fù)。

在入庫(kù)之前，每份種質(zhì)材料都要經(jīng)過(guò)層層篩選檢測(cè)。工作人員向記者介紹，“最主要的指標(biāo)是發(fā)芽率，初始發(fā)芽率達(dá)到85%才能入庫(kù)保存。因?yàn)橹挥谢盍^高的種子，保存壽命才能顯著延長(zhǎng)到50年以上”。在國(guó)家種質(zhì)庫(kù)外的發(fā)芽室，《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者看到科研人員正在操作發(fā)芽箱，進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。發(fā)芽率達(dá)標(biāo)的種子將進(jìn)行干燥和包裝。在包裝室，工作人員將一袋袋處理好的種子用錫紙袋或鋁盒包裝起來(lái)。包裝上的標(biāo)簽注明了種子的名稱、編號(hào)、入庫(kù)時(shí)間、二維碼等。工作人員表示，每份種子材料會(huì)包裝成3-4盒，其中1盒存放在青海復(fù)份庫(kù)。另外2-3盒存放到國(guó)家種質(zhì)庫(kù)。

破解“水稻癌癥”難題

“國(guó)家種質(zhì)庫(kù)最主要的作用是戰(zhàn)略儲(chǔ)備。

當(dāng)發(fā)生災(zāi)難或某種作物滅絕時(shí)，我們就可以將庫(kù)里的種子拿出來(lái)使用?！崩盍?huì)表示，1845年至1850年間發(fā)生的愛爾蘭大饑荒餓死很多人。主要因素是一種致病疫霉菌造成土豆腐爛繼而失收，而土豆是當(dāng)時(shí)愛爾蘭人的主要糧食來(lái)源?！爱?dāng)時(shí)，愛爾蘭種的土豆基本是一個(gè)品種，遭遇病害后，所有土豆都不長(zhǎng)了。如果種植具有不同抗病基因的土豆品種，可能就不會(huì)造成毀滅性打擊。這也是各國(guó)都非常重視種質(zhì)資源并將其收集保存作為戰(zhàn)略儲(chǔ)備的最重要原因”。據(jù)介紹，我國(guó)云南特色地方稻米品種毫秕，曾絕種40年。后從國(guó)家?guī)烊〕鱿嚓P(guān)原始品種進(jìn)行挖掘利用后，已形成“遮放貢米”優(yōu)質(zhì)稻米品牌。

創(chuàng)新種質(zhì)，從庫(kù)存種子中尋找新基因并應(yīng)用于現(xiàn)有品種中也是種質(zhì)庫(kù)的重要作用。李立會(huì)稱，雖然現(xiàn)在的育種水平不斷提升，產(chǎn)量和抗病蟲能力也在提高，但育種水平提高也會(huì)導(dǎo)致遺傳基礎(chǔ)越來(lái)越狹窄，產(chǎn)生

類似于近親繁殖的后果。因?yàn)橛N是人類對(duì)自己需求的某些好東西不斷改造，不用的東西丟失越來(lái)越多。如果能從庫(kù)存種子中找到現(xiàn)代品種缺少的優(yōu)異基因，并重新應(yīng)用于現(xiàn)代品種中，將為育種提供突破性材料。

李立會(huì)舉例稱，水稻黑條矮縮病危害嚴(yán)重，被稱為“水稻癌癥”，在育種和生產(chǎn)方面一直沒有找到治療方案。萬(wàn)建民院士團(tuán)隊(duì)從2.3萬(wàn)份水稻資源中篩選出7份抗病種質(zhì)，創(chuàng)制出抗病新品系，從根本上解決這一難題。還有，科學(xué)家將篩選出的環(huán)保型黃麻種質(zhì)用于重金屬污水吸附劑研發(fā)，為治理南方重金屬污染土地開辟綠色新途徑。

“卡脖子”到底卡在哪

我國(guó)在種質(zhì)資源的保護(hù)創(chuàng)新方面取得顯著成效，但仍存在類似芯片行業(yè)的“卡脖子”問(wèn)題。李立會(huì)認(rèn)為，種業(yè)“卡脖子”主要卡在“親本材料”上?！坝H本材料就是能產(chǎn)生種子的父本和母本。我們可以從國(guó)外購(gòu)買一些商業(yè)種子，但種子的親本材料是什么他們絕對(duì)不會(huì)告訴你，因?yàn)檫@是最關(guān)鍵的核心材料?！崩盍?huì)表示，親本材料在任何作物里都是不缺乏的，但缺的是優(yōu)異的親本材料。

目前，我國(guó)小麥、水稻的優(yōu)異親本材料在國(guó)際上處于領(lǐng)先水平，但跟國(guó)外相比，缺乏程度最高的大田作物是大豆和玉米，產(chǎn)量比國(guó)外低不少。

李立會(huì)表示，如果我們能從庫(kù)存資源中發(fā)掘出大量?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)。不過(guò)，這個(gè)過(guò)程非常漫長(zhǎng)，要付出大量財(cái)力、精力。據(jù)介紹，在國(guó)外，類似的研發(fā)成果都有知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，而我國(guó)目前的種質(zhì)資源向不同需求人員免費(fèi)發(fā)放，沒有知識(shí)產(chǎn)權(quán)。西方知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)帶來(lái)的一個(gè)結(jié)果是，農(nóng)民每年買種子都要花錢。中國(guó)和西方國(guó)情不同，不能完全模仿西方。但是如果不加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，“卡脖子”的問(wèn)題很難得到根本解決。

目前國(guó)家正在修訂作物種質(zhì)資源保護(hù)與管理辦法，比如將種質(zhì)資源登記劃分為四類：一是公共資源，免費(fèi)向社會(huì)發(fā)放；二是優(yōu)異資源，具有一定知識(shí)產(chǎn)權(quán)；三是改良種質(zhì)，具有更大比例知識(shí)產(chǎn)權(quán)；四是創(chuàng)新種質(zhì)，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。“如果在政策和機(jī)制上有了根本保證并嚴(yán)格落實(shí)，我國(guó)種業(yè)創(chuàng)新卡脖子的問(wèn)題有望得到很好解決?！崩盍?huì)稱?！?/p>