科研人員正在檢查植物的生長(zhǎng)情況。

安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫(kù)全自動(dòng)液氨罐儲(chǔ)存庫(kù)。

日前，位于安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院的安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫(kù)（以下簡(jiǎn)稱“中心庫(kù)”）正式全面運(yùn)行。作為全省首個(gè)省級(jí)綜合性種質(zhì)資源中心庫(kù)，未來(lái)將有約50萬(wàn)份種質(zhì)資源在此“安家落戶”，能夠滿足全省未來(lái)30到50年動(dòng)植物種質(zhì)資源標(biāo)準(zhǔn)化保存的需求。

種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，種質(zhì)資源是種業(yè)的“芯片”，也是一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略資源。安徽作為全國(guó)第四大糧食主產(chǎn)省，正在加快建設(shè)“千億斤江淮糧倉(cāng)”，讓“皖”里有優(yōu)質(zhì)糧，離不開對(duì)種質(zhì)資源的保護(hù)和合理利用。

如何破解種質(zhì)資源關(guān)鍵核心技術(shù)，以“中國(guó)芯”助力“皖字號(hào)”種業(yè)企業(yè)做大做強(qiáng)?11月13日，記者走進(jìn)安徽種業(yè)的“諾亞方舟”，為大家獨(dú)家揭秘。

一粒種子入庫(kù)需經(jīng)重重“闖關(guān)”

在中心庫(kù)一樓的種子質(zhì)量檢驗(yàn)室里，安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫(kù)研究實(shí)習(xí)員任凡凡正在挑選冬瓜種子，放進(jìn)智能人工氣候箱沙培，等待其發(fā)芽。

種子從野外采集回來(lái)，需要經(jīng)過鑒定、登記、初干燥、質(zhì)量檢驗(yàn)、X光檢測(cè)、二次干燥、分裝入庫(kù)等重重“闖關(guān)”。

其中，質(zhì)量檢驗(yàn)是資源入庫(kù)的最重要的第一步，凈度和發(fā)芽率是檢驗(yàn)種子好壞的重要指標(biāo)。

一旁的圖像采集室里，待檢種子整齊排列通過X光機(jī)。

科研人員根據(jù)成像，判斷種子的飽滿度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整性，以及是否存在蟲蛀、腐爛等情況，從而確定這份種子是否符合入庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)。

檢驗(yàn)合格的種子來(lái)到“雙十五干燥間”進(jìn)行再次干燥處理。這里是一個(gè)環(huán)境溫度控制在15℃、相對(duì)濕度控制在15%的空間，在低溫、干燥下，種子含水量降到5%至7%，進(jìn)入“休眠期”，基本達(dá)到進(jìn)入冷庫(kù)的條件。

“種子水分過大，在低溫下會(huì)結(jié)冰，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。必須把水分降下來(lái)，最大程度保存它的活力�！卑不帐∞r(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫(kù)負(fù)責(zé)人榮松柏解釋說。

處理好的種子被分裝進(jìn)小罐子，經(jīng)過信息采集后，一一貼上有種質(zhì)名稱、作物名稱、種質(zhì)編號(hào)、庫(kù)位編號(hào)和入庫(kù)時(shí)間的標(biāo)簽，經(jīng)過緩沖走廊稍作停留，慢慢降溫。

穿過緩沖走廊和兩扇厚重的大門，記者進(jìn)入了中心庫(kù)最核心的區(qū)域——冷庫(kù)。

在這里，兩個(gè)中期庫(kù)溫度常年在-4℃左右，兩個(gè)長(zhǎng)期庫(kù)溫度保持在-18℃左右，每個(gè)庫(kù)可以保存4萬(wàn)-5萬(wàn)份種質(zhì)資源。

長(zhǎng)期庫(kù)的低溫讓攝像機(jī)迅速宕機(jī)。一粒粒種子在白色的塑料瓶中“沉睡”，等待若干年后的“喚醒”。

“常溫下，普通種子最多保存一至兩年。低溫下種子可以存活三五十年甚至永久。”榮松柏表示，“通常每份資源會(huì)隔5年至10年進(jìn)行抽樣活力監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)大的變化或下降達(dá)到警戒值時(shí)，會(huì)進(jìn)行繼代更替，保證它們的新鮮和可復(fù)制性。”

據(jù)介紹，不同類型的種質(zhì)資源，含油量、淀粉含量、蛋白含量的差異，也會(huì)影響保存時(shí)間的長(zhǎng)短。像棉花種子上萬(wàn)年后，活力下降可能一成都不到。

種質(zhì)資源類型不同保存方式不同

雪兔、紅太后、冰雪公主……位于中心庫(kù)三樓的離體庫(kù)（組織培養(yǎng)室），安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫(kù)工作人員楊菊霞正在整理一罐罐透明的玻璃瓶，里面養(yǎng)著不同品種的草莓苗。

“草莓、土豆、甘薯等種質(zhì)資源很容易帶病，在保存植株時(shí)很難進(jìn)行消毒，加上保存時(shí)間短所占空間大，會(huì)采取莖尖這種離體的方式保存�！睒s松柏解釋，通過適當(dāng)?shù)臏囟�、光照以及生長(zhǎng)抑制劑的使用，可以延長(zhǎng)保存時(shí)間。

“像草莓通常保存時(shí)間在6-12個(gè)月，調(diào)整得好的話，可以保存6年以上。即便如此，每隔一段時(shí)間，就要重新處理一次，只留下保存遺傳物質(zhì)的莖尖�！睏罹障冀榻B說。

全自動(dòng)液氮罐儲(chǔ)存庫(kù)價(jià)值200萬(wàn)元的液氮罐旁，安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫(kù)博士傅金晨正在對(duì)魚蝦等樣品入庫(kù)。

罐里裝著液氮蒸汽，微生物、花粉等正常條件下難以保存的種質(zhì)資源都會(huì)保存在這里。

“我們微生物保存條件已經(jīng)達(dá)到了國(guó)內(nèi)相當(dāng)高的水平。在-196℃的氣溫下，細(xì)胞的活動(dòng)或者新陳代謝基本上會(huì)停止，基因也就不會(huì)丟失�！睒s松柏表示，低溫能夠抑制細(xì)胞的新陳代謝，降低活力，延長(zhǎng)保存時(shí)間。

中心庫(kù)成為種業(yè)創(chuàng)新的“孵化器”

中心庫(kù)不僅是安徽種質(zhì)資源的“保險(xiǎn)柜”，更是種業(yè)創(chuàng)新的“孵化器”。

在種質(zhì)資源入庫(kù)的同時(shí)，精準(zhǔn)鑒定這項(xiàng)重要工作也在進(jìn)行。

分子實(shí)驗(yàn)室里，安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫(kù)博士荊泉?jiǎng)P正在將一種特殊的酶加入容器，對(duì)南瓜種子的DNA進(jìn)行擴(kuò)增，以便進(jìn)行功能性驗(yàn)證，挖掘其耐鹽基因，為后續(xù)育種做服務(wù)。

“水稻的稻瘟病、小麥赤霉病等有著‘癌癥’之稱，可以導(dǎo)致水稻、小麥減產(chǎn)甚至絕產(chǎn)。從種質(zhì)資源入手，篩選出抗瘟種質(zhì)，鑒定出抗瘟點(diǎn)位，可以幫助解決育種難題�！鼻G泉?jiǎng)P表示，近年來(lái)，育種技術(shù)正在經(jīng)歷從“家家留種”到“智能育種”的突破，采取現(xiàn)代生物技術(shù)對(duì)種質(zhì)資源的基因進(jìn)行鑒定，可以發(fā)掘優(yōu)異基因。

鑒定后的成果，將通過安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫(kù)智慧化種質(zhì)資源管理共享平臺(tái)對(duì)外免費(fèi)共享，為科研人員生物育種和突破性品種培育提供強(qiáng)有力的技術(shù)和材料支撐，助力“皖字號(hào)”種業(yè)企業(yè)做大做強(qiáng)。

在可以保存18萬(wàn)份資源的安徽省自動(dòng)化作物（林草）種子庫(kù)，榮松柏介紹，資源入庫(kù)、出庫(kù)實(shí)現(xiàn)了全部流程自動(dòng)化管理，機(jī)械臂收到電腦數(shù)據(jù)指令后，僅需3分鐘就能從庫(kù)中找到目標(biāo)資源并出庫(kù)。

在這里，每一份入庫(kù)資源都被編碼賦予唯一的“身份證”信息，實(shí)行長(zhǎng)期戰(zhàn)略保存。一旦有育種和生產(chǎn)需要，可以隨時(shí)調(diào)用。

將有約50萬(wàn)份種質(zhì)資源“安家落戶”

從采集開始，種子的闖關(guān)之旅就開啟了。

種子在野外生長(zhǎng)，會(huì)受到環(huán)境、氣候等影響，所表達(dá)的基因也會(huì)有所差異。

這樣一來(lái)，科研人員在采集樣本的時(shí)候，不僅要以群體為單位，還要注意足夠的樣本數(shù)量。

比如玉米是典型的異花授粉作物,天然異交率達(dá)95%以上，采集玉米樣本時(shí)，如果只采集一穗，很可能基因只交換了一部分，可能會(huì)丟失一些抗性品質(zhì)；采集茶樹時(shí)，不僅需要剪足夠數(shù)量的枝條，還需要收集茶籽。

打豇子、飯豆、麻大怪、本地紅豆、潛山白飯豆、北圣魚眼豆、望江米豇豆……在中心庫(kù)，作物名稱一樣都是“豇豆”，種質(zhì)名稱卻有很多種，來(lái)自全省多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

榮松柏也是安徽省第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)的負(fù)責(zé)人。在此次行動(dòng)中，他和團(tuán)隊(duì)歷時(shí)近4年，出動(dòng)人員總數(shù)超8000人次，行程40余萬(wàn)公里，完成了78個(gè)普查縣和22個(gè)系統(tǒng)調(diào)查縣的普查和系統(tǒng)調(diào)查工作，初步摸清了全省農(nóng)作物種質(zhì)資源的分布演變情況，收集農(nóng)作物種質(zhì)資源5480份，篩選出一批優(yōu)異種質(zhì)資源。

那么中心庫(kù)正式運(yùn)行后，如何進(jìn)行種質(zhì)資源的收集呢？

榮松柏告訴記者，前期國(guó)家和省里進(jìn)行農(nóng)作物種質(zhì)資源普查時(shí)，除了一部分交給國(guó)家外，另外一部分種質(zhì)資源整理好后就會(huì)陸續(xù)入庫(kù)。在此基礎(chǔ)上，從安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院開始，正在對(duì)如安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)等大專院校，荃銀高科、豐樂種業(yè)等企業(yè)，一個(gè)一個(gè)進(jìn)行摸排，將全省的種質(zhì)資源統(tǒng)一到中心庫(kù)來(lái)。

“中心庫(kù)邊建設(shè)邊運(yùn)行，到目前為止已經(jīng)入庫(kù)了近1.2萬(wàn)份種質(zhì)資源。”榮松柏表示，未來(lái)將有約50萬(wàn)份種質(zhì)資源在此“安家落戶”，能夠滿足安徽未來(lái)30到50年動(dòng)植物種質(zhì)資源標(biāo)準(zhǔn)化保存的需求。

安徽種質(zhì)資源保護(hù)已初步成型

安徽為什么費(fèi)力去建中心庫(kù)？

原來(lái)，種質(zhì)的概念遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于種子，它是可以正常遺傳的資源，可能是一粒小麥種子，一段茶樹枝條，一塊土豆根莖，一撮桃樹花粉，甚至是動(dòng)物細(xì)胞和DNA片段，其核心價(jià)值在于保存和傳遞生物遺傳信息，對(duì)生物多樣性的保護(hù)意義重大。

“種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)最基礎(chǔ)的東西，好比電腦的CPU、煤油燈的燈芯，沒有CPU電腦運(yùn)轉(zhuǎn)不起來(lái)，沒有燈芯燈也點(diǎn)不亮。”種質(zhì)資源到底有多重要？榮松柏用了兩個(gè)形象的比喻。

“雜交水稻之父”袁隆平成功培育雜交水稻，起關(guān)鍵作用的，就是在海南發(fā)現(xiàn)的一株雄性不育野生水稻“野敗”。

如果沒有發(fā)現(xiàn)“野敗”，很難想象中國(guó)在雜交水稻上領(lǐng)先世界，并解決這么多溫飽問題�！胺N質(zhì)資源是科技創(chuàng)新和品質(zhì)選育的基礎(chǔ)，沒有它，很難實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新或培育出高產(chǎn)、符合目標(biāo)的品種，這就是保護(hù)種質(zhì)資源的意義。”榮松柏表示。

然而，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化，氣候環(huán)境變化，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和科技進(jìn)步等因素影響，品種的更新?lián)Q代速度不斷在加快，許多單產(chǎn)高、品質(zhì)好、綜合性狀優(yōu)良的新品種不斷涌現(xiàn)，一些老地方品種正在迅速消失。

我國(guó)分別于1956-1957年和1978-1983年，開展了兩次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)。在2014年啟動(dòng)的第三次行動(dòng)中，基本摸清了全國(guó)農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源種類、數(shù)量、區(qū)域分布、特征特性等家底。

榮松柏發(fā)現(xiàn)，以水稻和小麥為例，相比上世紀(jì)五十年代，第三次普查數(shù)據(jù)顯示，安徽地方老品種消失了80%以上。

此外，以前種質(zhì)資源保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)，保護(hù)條件也有限，種質(zhì)資源丟失比較嚴(yán)重。榮松柏查閱資料發(fā)現(xiàn)，上世紀(jì)五十年代收集了上萬(wàn)份種質(zhì)資源，因?yàn)榘徇w、人員變動(dòng)等原因，導(dǎo)致很大一部分都失去了活力，該次收集的種質(zhì)資源基本無(wú)效。

“在農(nóng)業(yè)品種的培育時(shí)，當(dāng)科研人員需要選育一些抗蟲害或者高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的農(nóng)作物時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)手里的種質(zhì)資源數(shù)量越來(lái)越少，導(dǎo)致同質(zhì)化比較嚴(yán)重�！睒s松柏表示，這也是現(xiàn)在最困難、最棘手的問題。

因?yàn)榉N質(zhì)資源的獨(dú)特價(jià)值，不少國(guó)家很早就開始建立種質(zhì)資源保存系統(tǒng)。如英國(guó)“千年種子庫(kù)”、挪威“諾亞方舟”種子庫(kù)等。

2020年，《安徽省人民政府辦公廳關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用的實(shí)施意見》正式出臺(tái)，明確提出充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源在推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新與現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展中的物質(zhì)基礎(chǔ)作用，保障我省糧食安全與重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給。

與此同時(shí)，中心庫(kù)籌備建設(shè)納入日程。

歷經(jīng)數(shù)年，包括作物種子庫(kù)（短期庫(kù)、中期庫(kù)、長(zhǎng)期庫(kù)）、微生物資源庫(kù)、地方畜禽水產(chǎn)品種資源庫(kù)、作物離體保存庫(kù)和DNA（植物、動(dòng)物）庫(kù)在內(nèi)的中心庫(kù)已全面運(yùn)行。

安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院利用種質(zhì)資源，在油菜、水稻等多個(gè)農(nóng)作物實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新突破，育成的新品種均集高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗(耐)病性于一體，已在全國(guó)多省市推廣并實(shí)現(xiàn)巨大經(jīng)濟(jì)效益。

“我們是種質(zhì)資源大省，尤其是皖南山區(qū)，資源稟賦優(yōu)異，像霍山縣楊三寨神韭菜、旌德縣芮棗和潁上縣莊紅貢米都是全國(guó)十大優(yōu)異資源�！焙娃r(nóng)業(yè)打交道20多年的榮松柏很欣喜地看到，以中心庫(kù)為核心，省級(jí)保種單位為補(bǔ)充，加上資源鑒定平臺(tái)和地方資源庫(kù)，安徽省種質(zhì)資源保護(hù)體系已經(jīng)初步成型。（余佼佼/文 張正朋/攝）