“小种子”蕴含“大乾坤”——种质资源篇

在距今约5亿年前，地球大气的氧含量只是现在的10%，植物生命却有了很大的发展，不仅推动了地球的发展，也带动了整个生物界的发展。既然植物能够在漫长的地球历史和不同的生存环境下顽强地生存下来，并不断繁衍生息发展进化，那么，一定凝结着一个物种对自然生态适应性的高度智慧。一些学者认为植物所具有的“智慧”有时候超过动物，甚至人类。

种子是植物繁衍后代的关键载体，但种子之于人类，犹如潘多拉的盒子。当人类有意识地播下第一粒种子的同时便打开了这个魔盒，启动了一系列无法预见的改变。在生活方式上，人类放弃狩猎采集，进入农业生活。从此，作为地球上最高动物，人类拥有了食物供应的控制权。与此同时，也将自己推向了现代文明。

上海世博会的“种子圣殿”

2010年上海世博会英国馆由建筑师托马斯·赫斯维克设计，它摘揽了国际展览局的场馆设计金奖，还荣获了英国皇家建筑师学会的国家建筑“莱伯金”奖。然而这朵绽放的“蒲公英”背后，小小的种子也体现了其不可或缺的重要地位。

托马斯·赫斯维克在设计的时候，为了在展馆内体现并歌颂自然的力量与魅力，灵机一动，提出将种子嵌入亚克力杆的末端。

“世界上没有一种东西比种子更具有潜力。”他认为种子寓意着生命、希望和未来。设计团队原打算在全球范围内搜集种子，但却无法及时运抵中国，于是英国邱园向他的中国合作伙伴中国西南野生生物种质资源库寻求帮助。

中国西南野生生物种质资源库依托中科院昆明植物研究所建设，是我国唯一的国家级野生生物种质资源库、世界上两个按国际标准建立的野生生物种质资源保藏设施之一，被称为中国野生生物种质资源的“诺亚方舟”。

随后，种质库提供了来自900种野生和人工培育的物种（不含濒危物种）的260428颗种子。

惊艳世界的“种子圣殿”的主体部分就这样诞生了，其外形就如同一朵巨大的蒲公英，6万根蕴含着植物种子的触须在阳光的照射下晶莹剔透，随风摇摆，远远看过去整座建筑就好像要腾飞一般。到了晚上，触须下的超微LED灯亮起来后，整座建筑则更加光彩夺目。

据了解，26万颗种子中既有水稻、小麦、玉米等粮食作物的种子，也有八角、油料、咖啡、茶等经济作物的种子。用托马斯·赫斯维克的话说，“细心收获和保护好种子，它将引导我们走向可持续发展的未来”。

截止到2017年底，中国西南野生生物种质资源库已收集保存了我国野生植物种子229科1990属9837种74738份，占到中国种子植物种数的33.6%。这里不仅保存有野生植物种子，还有我国重要野生植物的离体材料和DNA材料、重要动物的细胞系和重要微生物菌株等遗传材料，至今它已保存了各类种质资源21666种225522份/株/条。作为亚洲最大的野生生物种质资源“诺亚方舟”，种质库成为了与英国千年种子库、挪威斯瓦尔巴全球种子库等齐名的全球植物多样性保护翘楚，在国际生物多样性保护行动中占据着举足轻重的地位。

迄今为止，全世界已建成各类种质库500多座，收藏种质资源180多万份。其中，禾谷类120万份，豆类35万份，根茎类8万份，饲料类20万份。设置于北京的中国农业科学院国家种质库，收藏种质33万多份。种质库为研究农作物的起源和进化、培育农作物新品种奠定了丰富的物质基础。

万物种为先，“种瓜”还是“种豆”？

遍布地球的植物是生命蓬勃的象征，这其中种类最多、分布最广的就是种子植物——植物界的最高等类群。

种子是裸子植物和被子植物特有的繁殖和散布单元，起着传宗接代的作用，同时，它们既是植物生活史的结束，又是植物生命的新起点。种子一旦成熟，它们会想尽办法远走天涯，在广袤的大自然中闯下一片属于自己的天地，而不是仅仅围绕在母体植株的周围争夺有限的资源。

生物多样性是是一个区域生态系统完好与否的标志，生态系统的物质循环、能量交换和信息传递三大功能都要通过生物多样性来完成，这是保证生态系统正常运转的基础。在生态系统的物质循环中，我们常常把各种生物和非生物成分滞留的作用形象地称之为“库”，滞留时间长、流动较慢的部分叫“贮存库”，滞留时间短、流动较快的部分叫“交换库”。

在生态学上，每一个生物个体都有几千个遗传基因决定其特征，这些基因决定着它的颜色、高矮、重量、形状、抗病能力等特性。对每一物种而言，都有一个共同的基因群。

在自然界，所有生物都表现自身的遗传现象，它是生命延续和种族繁衍的保证。农谚说，种豆得豆，种瓜得瓜，就是对遗传现象生动的描述。豆和瓜的繁衍就是由遗传物质决定的。

在生物细胞里，有许多称之为染色体的双螺旋长链，它是由一种生物大分子——脱氧核糖核酸（DNA）组成。DNA分子是由4种核苷酸错综复杂的排列组合构成的长链，生物的遗传信息即寓于脱氧核糖核酸之上，DNA很长，核苷酸很小。因此，一个DNA分子包含的遗传密码数量十分惊人。如果把一个核苷酸当作一个字符的话，那么一个普通植物细胞里贮存的遗传信息，大概相当于一个小型图书馆全部藏书的字数。生物界如此千姿百态，丰富多彩，其奥妙即在于此。

地球上约有100万种动物、30万种植物和很多微生物，那里面蕴藏着丰富多样的基因资源，只要发掘和利用其中的一小部分，就足以为培育农畜新品种开辟广阔天地。

随着现代科学的发展，科学家已经将世界上大部分植物有用的基因收集起来，贮存在一个“仓库”中，这个仓库就称之为“基因库”，通俗的名称叫“种质库”。用以保存种质资源，库内有先进的保温隔湿的结构和空调仪器，常年保持着低温干燥环境，减缓种子新陈代谢，延长种子寿命，使种子在几年、几十年乃至近百年仍不丧失原有的遗传性和发芽能力。实际上，单个的基因——DNA片段很不便于分离和贮存。基因库中收藏的品种乃是完好的农作物种子或者组织细胞。因为农作物品种的基因组成已经查明，并已绘制成基因图贮存在电脑里，待需要应用某种特殊基因时，只要提取相应的种质材料进行遗传分离就可以了。有了这个基因库，科学家索取任何育种材料都会得心应手，可以直接应用于杂交育种工作，培育所需的有用的新品种或新物种。

一个物种可以影响一个国家的兴衰，一个基因可以左右一个国家的经济命脉。人类已经从一些不大为人所知的生物品种那里受益匪浅。大自然生物基因库对人类未来的绿色革命有着重要的意义。稍懂农事的人都知道，许多农作物由于长期单一栽培而发生退化，需要从野生植物中吸取新的改良基因。几十年前，苏联缺乏橡胶，后来，科学家们瞄准野生植物，研究利用“怀才不遇”的“橡胶草”提取橡胶，从而解决了军事工业等一大难题。苏联的高抗黄萎病棉花品种“塔什干1号”和“塔什干3号”也是利用墨西哥野生棉与本国的早熟棉品种杂交育成的。早些年，墨西哥由于从引进的日本小麦品种“农林10号”中分离出矮秆基因，井育成了矮秆而抗病的高产小麦品种，经推广应用于生产后小麦产量大幅度提高，使墨西哥由一个粮食进口国变成了粮食出口国。

被称为农业“芯片”的种质资源

万物种为先，种质资源则是基础中的基础，种质资源又称遗传资源。种质是指生物体亲代传递给子代的遗传物质，它往往存在于特定品种之中。如古老的地方品种、新培育的推广品种、重要的遗传材料以及野生近缘植物，都属于种质资源的范围。

农业科学家们从这些资源的“仓库”里寻找对农业有价值的遗传特性，也就是育种家们得以进行新品种培育的源头活水。无论是传统选育还是杂交、转基因以及更先进的生物工程技术，科学家们目前还无法人工创造出一个优秀的基因来改良农作物，而是在大自然创造出的基因库里寻找。

我们需要各种各样的自然资源来支撑经济社会发展。而在所有的资源中，不太为人们所熟知的农业种质资源，其实它的重要性不亚于那些能够用金钱衡量、甚至常常引发争端的资源，如淡水、耕地、化石能源、金属矿产等。

世界上一些重要作物的原生起源地，在亚洲的有稻、小麦、大麦、粟、大豆、蚕豆、豌豆以及茶、桑、甘蔗、黄麻、苎麻等，在非洲的有高粱、咖啡等，在中、南美洲的有玉米、棉花、马铃薯、甘薯、花生、可可、烟草等。有的作物经过地区之间的交流传播，又形成许多次生起源中心，这些地区都存在丰富的种质资源。此外，果树、蔬菜的种质资源在亚洲、非洲和中南美洲原产地也分布广泛，类型丰富。

华夏文明是农耕文明，对其“解码”能够发现，文明的基因库中的重要组成之一就是大量作物、畜禽遗传资源和农家品种。“稻花香里说丰年”“小麦覆陇黄”“蚕眠桑叶稀”“把酒话桑麻”……稻、粱、菽、麦、黍、稷，马、牛、羊、鸡、犬、豕，形形色色的物种不仅在田野中、在农家院，也遍布诸多经典文学作品中，汇入浩浩荡荡的中华文化源流中。几千年来，农人们培育和驯化了众多农作物和家禽家畜品种，是农业养育中国人最坚实的底座。

发达的农业文明，往往建立在丰富的遗传资源基础之上。我国是一个幅员辽阔、气候和地形多样的大国，大自然创造了丰富多彩的动植物物种，其中许多为人所用、成为建设和扩容农业种质资源库的基础。

中国是水稻的起源地之一，中国的野生稻就有3种，栽培稻也有多种类型。中国起源的大豆现已在世界上广泛分布，并为大豆品种的改良提供了良好的基础。小麦在数千年前从西南亚引入中国后产生了许多新的变异，其中普通小麦在中国分布尤广，变异类型极为丰富，在中国形成了次生起源中心。中国的粟和黍稷栽培历史悠久，类型众多。荞麦、小豆、豇豆、芡实等的品种也丰富多彩。此外，中国还是大白菜、芥菜、芜菁、萝卜、茼蒿、葱以及茭白、荸荠、慈姑等多种蔬菜和梨、桃、杏、梅、李、樱桃、山楂、猕猴桃、柑橘、龙眼、枇杷、杨梅、板栗、柿等多种果树的起源地，有十分丰富的种质资源。（未完待续）