科研人員正在檢查植物的生長情況。

安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫全自動液氨罐儲存庫。

日前，位于安徽省農(nóng)業(yè)科學院的安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫（以下簡稱“中心庫”）正式全面運行。作為全省首個省級綜合性種質(zhì)資源中心庫，未來將有約50萬份種質(zhì)資源在此“安家落戶”，能夠滿足全省未來30到50年動植物種質(zhì)資源標準化保存的需求。

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

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

一粒種子入庫需經(jīng)重重“闖關(guān)”

在中心庫一樓的種子質(zhì)量檢驗室里，安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫研究實習員任凡凡正在挑選冬瓜種子，放進智能人工氣候箱沙培，等待其發(fā)芽。

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

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

一旁的圖像采集室里，待檢種子整齊排列通過X光機。

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標準。

檢驗合格的種子來到“雙十五干燥間”進行再次干燥處理。這里是一個環(huán)境溫度控制在15℃、相對濕度控制在15%的空間，在低溫、干燥下，種子含水量降到5%至7%，進入“休眠期”，基本達到進入冷庫的條件。

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

處理好的種子被分裝進小罐子，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、庫位編號和入庫時間的標簽，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，記者進入了中心庫最核心的區(qū)域——冷庫。

在這里，兩個中期庫溫度常年在-4℃左右，兩個長期庫溫度保持在-18℃左右，每個庫可以保存4萬-5萬份種質(zhì)資源。

長期庫的低溫讓攝像機迅速宕機。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�！睒s松柏表示，“通常每份資源會隔5年至10年進行抽樣活力監(jiān)測，一旦出現(xiàn)大的變化或下降達到警戒值時，會進行繼代更替，保證它們的新鮮和可復制性�！�

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，也會影響保存時間的長短。像棉花種子上萬年后，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……位于中心庫三樓的離體庫（組織培養(yǎng)室），安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫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，在保存植株時很難進行消毒，加上保存時間短所占空間大，會采取莖尖這種離體的方式保存�！睒s松柏解釋，通過適當?shù)臏囟�、光照以及生長抑制劑的使用，可以延長保存時間。

“像草莓通常保存時間在6-12個月，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。

全自動液氮罐儲存庫價值200萬元的液氮罐旁，安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫博士傅金晨正在對魚蝦等樣品入庫。

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)資源都會保存在這里。

“我們微生物保存條件已經(jīng)達到了國內(nèi)相當高的水平。在-196℃的氣溫下，細胞的活動或者新陳代謝基本上會停止，基因也就不會丟失�！睒s松柏表示，低溫能夠抑制細胞的新陳代謝，降低活力，延長保存時間。

中心庫成為種業(yè)創(chuàng)新的“孵化器”

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

在種質(zhì)資源入庫的同時，精準鑒定這項重要工作也在進行。

分子實驗室里，安徽省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中心庫博士荊泉凱正在將一種特殊的酶加入容器，對南瓜種子的DNA進行擴增，以便進行功能性驗證，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)，鑒定出抗瘟點位，可以幫助解決育種難題�！鼻G泉凱表示，近年來，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)對種質(zhì)資源的基因進行鑒定，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)資源中心庫智慧化種質(zhì)資源管理共享平臺對外免費共享，為科研人員生物育種和突破性品種培育提供強有力的技術(shù)和材料支撐，助力“皖字號”種業(yè)企業(yè)做大做強。

在可以保存18萬份資源的安徽省自動化作物（林草）種子庫，榮松柏介紹，資源入庫、出庫實現(xiàn)了全部流程自動化管理，機械臂收到電腦數(shù)據(jù)指令后，僅需3分鐘就能從庫中找到目標資源并出庫。

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

將有約50萬份種質(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，會受到環(huán)境、氣候等影響，所表達的基因也會有所差異。

這樣一來，科研人員在采集樣本的時候，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95%以上，采集玉米樣本時，如果只采集一穗，很可能基因只交換了一部分，可能會丟失一些抗性品質(zhì)；采集茶樹時，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，作物名稱一樣都是“豇豆”，種質(zhì)名稱卻有很多種，來自全省多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

榮松柏也是安徽省第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動的負責人。在此次行動中，他和團隊歷時近4年，出動人員總數(shù)超8000人次，行程40余萬公里，完成了78個普查縣和22個系統(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。

那么中心庫正式運行后，如何進行種質(zhì)資源的收集呢？

榮松柏告訴記者，前期國家和省里進行農(nóng)作物種質(zhì)資源普查時，除了一部分交給國家外，另外一部分種質(zhì)資源整理好后就會陸續(xù)入庫。在此基礎(chǔ)上，從安徽省農(nóng)業(yè)科學院開始，正在對如安徽農(nóng)業(yè)大學等大專院校，荃銀高科、豐樂種業(yè)等企業(yè)，一個一個進行摸排，將全省的種質(zhì)資源統(tǒng)一到中心庫來。

“中心庫邊建設(shè)邊運行，到目前為止已經(jīng)入庫了近1.2萬份種質(zhì)資源。”榮松柏表示，未來將有約50萬份種質(zhì)資源在此“安家落戶”，能夠滿足安徽未來30到50年動植物種質(zhì)資源標準化保存的需求。

安徽種質(zhì)資源保護已初步成型

安徽為什么費力去建中心庫？

原來，種質(zhì)的概念遠遠大于種子，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，甚至是動物細胞和DNA片段，其核心價值在于保存和傳遞生物遺傳信息，對生物多樣性的保護意義重大。

“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電腦運轉(zhuǎn)不起來，沒有燈芯燈也點不亮�！狈N質(zhì)資源到底有多重要？榮松柏用了兩個形象的比喻。

“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，很難實現(xiàn)創(chuàng)新或培育出高產(chǎn)、符合目標的品種，這就是保護種質(zhì)資源的意義�！睒s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。

我國分別于1956-1957年和1978-1983年，開展了兩次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動。在2014年啟動的第三次行動中，基本摸清了全國農(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)資源保護意識不強，保護條件也有限，種質(zhì)資源丟失比較嚴重。榮松柏查閱資料發(fā)現(xiàn)，上世紀五十年代收集了上萬份種質(zhì)資源，因為搬遷、人員變動等原因，導致很大一部分都失去了活力，該次收集的種質(zhì)資源基本無效。

“在農(nóng)業(yè)品種的培育時，當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，會發(fā)現(xiàn)手里的種質(zhì)資源數(shù)量越來越少，導致同質(zhì)化比較嚴重�！睒s松柏表示，這也是現(xiàn)在最困難、最棘手的問題。

因為種質(zhì)資源的獨特價值，不少國家很早就開始建立種質(zhì)資源保存系統(tǒng)。如英國“千年種子庫”、挪威“諾亞方舟”種子庫等。

2020年，《安徽省人民政府辦公廳關(guān)于加強農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護與利用的實施意見》正式出臺，明確提出充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源在推動農(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，中心庫籌備建設(shè)納入日程。

歷經(jīng)數(shù)年，包括作物種子庫（短期庫、中期庫、長期庫）、微生物資源庫、地方畜禽水產(chǎn)品種資源庫、作物離體保存庫和DNA（植物、動物）庫在內(nèi)的中心庫已全面運行。

安徽省農(nóng)業(yè)科學院利用種質(zhì)資源，在油菜、水稻等多個農(nóng)作物實現(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，已在全國多省市推廣并實現(xiàn)巨大經(jīng)濟效益。

“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十大優(yōu)異資源。”和農(nóng)業(yè)打交道20多年的榮松柏很欣喜地看到，以中心庫為核心，省級保種單位為補充，加上資源鑒定平臺和地方資源庫，安徽省種質(zhì)資源保護體系已經(jīng)初步成型。（余佼佼/文 張正朋/攝）