云南硯山國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)展示的當(dāng)?shù)乜λ固氐孛采鷳B(tài)蔬菜品種，共500余個(gè)蔬菜品種參展。新華社發(fā)

 

 

江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院在“公眾開放日”將培育的玉米等種質(zhì)資源向公眾展示，以呼吁更多人關(guān)注農(nóng)業(yè)生物多樣性保護(hù)。光明圖片/視覺中國(guó)

 

國(guó)家種質(zhì)庫(kù)的工作人員在整理收集、培育的種質(zhì)資源。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所供圖

位于挪威斯瓦爾巴群島的全球種子庫(kù)的種子。光明圖片/視覺中國(guó)

編者按

 

　　5月22日是國(guó)際生物多樣性日，今年的主題是“我們的生物多樣性，我們的食物，我們的健康”，旨在強(qiáng)調(diào)糧食、營(yíng)養(yǎng)和健康對(duì)生物多樣性和健康生態(tài)系統(tǒng)的依賴關(guān)系。

 

　　近年來(lái)，在世界范圍內(nèi)，伴隨著現(xiàn)代工業(yè)的激進(jìn)擴(kuò)張和城市化進(jìn)程的盲目推進(jìn)，可使用的土地和自然資源減少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)趨向同質(zhì)化，高產(chǎn)農(nóng)作物和單一栽培取代了生物多樣性，豐富的作物種質(zhì)資源在不斷流失，人們的飲食組成和生活方式也隨之發(fā)生明顯變化，給營(yíng)養(yǎng)健康帶來(lái)影響。

 

　　保護(hù)農(nóng)業(yè)生物多樣性對(duì)于鞏固我們的食物、營(yíng)養(yǎng)和健康基礎(chǔ)至關(guān)重要。當(dāng)前必須深入研究的一個(gè)問題，就是在改善生物多樣性、減少人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境壓力的同時(shí)，如何增加糧食生產(chǎn)，以滿足當(dāng)代和未來(lái)人口生存、發(fā)展的需要。

 

　　一把小小的種子，關(guān)乎億萬(wàn)人民的溫飽幸福。

 

　　時(shí)間回溯到2013年，一場(chǎng)超級(jí)臺(tái)風(fēng)襲擊了菲律賓中部，農(nóng)民賴以生存的椰子林被損毀，大片的水稻田被海水淹沒。水退之后，人們意外發(fā)現(xiàn)，雖然當(dāng)?shù)仄贩N絕收，但卻仍有一小片綠色的稻田——正在試種的綠色超級(jí)稻頑強(qiáng)地挺立著，這個(gè)品種，正來(lái)自由中國(guó)主持的“為非洲和亞洲資源貧瘠地區(qū)培育綠色超級(jí)稻”項(xiàng)目。

 

　　為生計(jì)發(fā)愁的當(dāng)?shù)剞r(nóng)民開始自發(fā)試種和推廣這個(gè)陌生的新品種，他們發(fā)現(xiàn)，“就算3周不下雨，這個(gè)稻子的收成依然高產(chǎn)，還很早熟、抗蟲害，產(chǎn)出來(lái)的大米味道更好了。”

 

　　作為新中國(guó)成立以來(lái)由我國(guó)科研機(jī)構(gòu)和科學(xué)家主持的最大國(guó)際農(nóng)業(yè)科技扶貧項(xiàng)目，綠色超級(jí)稻項(xiàng)目已在“一帶一路”沿線的菲律賓、越南等18個(gè)目標(biāo)國(guó)家審定品種78個(gè)并推廣應(yīng)用，統(tǒng)計(jì)估算顯示，綠色超級(jí)稻品種在以上國(guó)家的累計(jì)種植面積達(dá)到了612萬(wàn)公頃，使160萬(wàn)小農(nóng)戶受益。

 

　　綠色高產(chǎn)、造福18國(guó)人民，綠色超級(jí)稻背后有怎樣的奧秘？項(xiàng)目牽頭人、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員黎志康告訴記者：“正是有賴于農(nóng)作物豐富的種質(zhì)資源庫(kù)，我們才能把優(yōu)質(zhì)的水稻基因匯聚，育成優(yōu)良的種子。保護(hù)好物種的遺傳多樣性，就是保存未來(lái)育種的基因。”

 

種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)的創(chuàng)新“芯片”

 

　　種質(zhì)資源究竟有什么用？

 

　　1954年，孢囊線蟲病使美國(guó)大豆產(chǎn)業(yè)遭遇毀滅性打擊，科學(xué)家從3000多份種質(zhì)資源中“翻箱倒柜”，最終找到了20世紀(jì)初美國(guó)傳教士從中國(guó)收集的獨(dú)特地方品種——北京小黑豆，正是利用其特有的抗病基因，最終培育出的新大豆品種令產(chǎn)業(yè)得以復(fù)蘇。當(dāng)時(shí)，這份來(lái)自中國(guó)的種質(zhì)資源，已在美國(guó)保存了47年。

 

　　豐富的生物多樣性是大自然給人類的饋贈(zèng)。我國(guó)是世界農(nóng)作物起源中心之一，幅員遼闊，地勢(shì)復(fù)雜，加之?dāng)?shù)千年人們的精耕細(xì)作和培育，農(nóng)作物的品種資源豐富，全世界主要栽培作物一半以上在中國(guó)都有栽培歷史。在農(nóng)作物遺傳性狀上，我國(guó)既有兩米多高的巨型稻，也有幾十厘米的“小矮人”，多種多樣的植物種質(zhì)中蘊(yùn)含著巨量的農(nóng)作物遺傳基因。這成為科學(xué)家培育農(nóng)作物新品種的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

 

　　回顧20世紀(jì)，農(nóng)業(yè)的每一次重大突破，無(wú)一不得益于關(guān)鍵性種質(zhì)資源的保護(hù)、發(fā)掘與利用。例如，農(nóng)業(yè)第一次“綠色革命”即以通過開發(fā)利用水稻、小麥種質(zhì)資源中的矮稈基因培育新品種，促使許多國(guó)家糧食產(chǎn)量大幅提高，被譽(yù)為“綠色革命”中的典范。

 

　　當(dāng)前，隨著基因技術(shù)的快速發(fā)展，各國(guó)圍繞農(nóng)作物重要基因發(fā)掘、創(chuàng)新和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)展開的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。氣候變化等因素帶來(lái)的人類食物、能源和環(huán)境危機(jī)的解決，也將有賴于種質(zhì)資源的占有、保護(hù)與利用。

 

　　農(nóng)業(yè)農(nóng)村部副部長(zhǎng)余欣榮曾指出，種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)原始創(chuàng)新的物質(zhì)基礎(chǔ)，是保障國(guó)家糧食安全的戰(zhàn)略資源。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種子管理局局長(zhǎng)張延秋更這樣形容——“如果說(shuō)種業(yè)是農(nóng)業(yè)的‘芯片’，核心種質(zhì)資源就是種業(yè)的‘芯片’。”

 

 

　　然而，豐富的作物遺傳資源又是如此脆弱，正面臨著加速流失的危險(xiǎn)。

 

　　2015年，我國(guó)啟動(dòng)了“第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)”，計(jì)劃用五到六年時(shí)間對(duì)全國(guó)2228個(gè)農(nóng)業(yè)縣進(jìn)行種質(zhì)資源全面普查，對(duì)其中665個(gè)縣的農(nóng)作物種質(zhì)資源進(jìn)行搶救性收集。

 

　　截至2018年年底，已啟動(dòng)了12個(gè)省（區(qū)、市）、830個(gè)縣（市、區(qū)）的全面普查和175個(gè)縣（市、區(qū)）的系統(tǒng)調(diào)查工作，新收集資源4.2萬(wàn)份，長(zhǎng)期保存種質(zhì)資源數(shù)量突破50萬(wàn)份，有效豐富了我國(guó)種質(zhì)資源戰(zhàn)略儲(chǔ)備，并且發(fā)現(xiàn)篩選出一批特優(yōu)特異的古老種質(zhì)資源。

 

　　但普查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)地方品種和主要作物野生近緣種呈現(xiàn)出喪失速度加快的趨勢(shì)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)主要糧食作物地方品種的數(shù)目，1956年有11590個(gè)，2014年則僅剩3271個(gè)，主要糧食作物地方品種數(shù)目喪失比例高達(dá)71.8%。

 

　　以水稻為例，湖南省普查的79個(gè)縣，1956年有水稻地方品種1366個(gè)，1981年為644個(gè)，2014年僅有80個(gè)，只占1956年的6%。據(jù)了解，其他主要作物地方品種的情況也基本一致。

 

　　“究其原因，一是隨著作物新品種的推廣，很多古老品種特別是許多地方品種逐漸被淘汰，使某些重要種質(zhì)資源有消失的危險(xiǎn)。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所副研究員辛霞介紹。有學(xué)者估計(jì)，現(xiàn)在中國(guó)的生物物種正以每天一個(gè)物種的速度走向?yàn)l危甚至滅絕，而農(nóng)作物栽培品種正以每年15%的速度遞減，消失的作物基因資源無(wú)法再追回，對(duì)中國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)難以估量。

 

　　“二是由于人類大規(guī)模開墾荒地、過度放牧、城鎮(zhèn)化建設(shè)等導(dǎo)致環(huán)境惡化，使植物種質(zhì)資源和農(nóng)業(yè)受到威脅。例如，在對(duì)雜交水稻起主要貢獻(xiàn)的野生稻雄性不育株（簡(jiǎn)稱‘野敗’）發(fā)現(xiàn)地——海南崖縣，野生稻這一寶貴種質(zhì)資源已在1991年完全絕跡了。”辛霞說(shuō)。

 

 

　　古老珍貴的種子，亟待被發(fā)現(xiàn)，并長(zhǎng)久、安全地保存。

 

　　在20世紀(jì)80年代和90年代初，我國(guó)分別在北京和青海建造了國(guó)家作物種質(zhì)庫(kù)和國(guó)家種質(zhì)資源青海復(fù)份庫(kù)。位于中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的國(guó)家種質(zhì)庫(kù)里儲(chǔ)藏著40多萬(wàn)份植物種子，其中15%左右來(lái)自國(guó)外，85%左右都是中國(guó)本土品種。

 

　　截至2018年年底，我國(guó)已建成種質(zhì)資源長(zhǎng)期庫(kù)1座、復(fù)份庫(kù)1座、中期庫(kù)10座、種質(zhì)圃43個(gè)、原生境保護(hù)點(diǎn)199個(gè)；長(zhǎng)期保存物種2114個(gè)、種質(zhì)資源保存總量突破50萬(wàn)份，位居世界第二。“我們創(chuàng)建了世界上唯一的長(zhǎng)期庫(kù)、復(fù)份庫(kù)、中期庫(kù)、種質(zhì)圃、原生境保護(hù)點(diǎn)相配套的種質(zhì)保存完整體系。”辛霞說(shuō)。

 

　　黎志康則將種質(zhì)資源庫(kù)比作龐大的“基因銀行”，目前，他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)已完成了對(duì)3000份水稻核心種質(zhì)資源的基因重測(cè)序，建立了水稻分子設(shè)計(jì)育種信息平臺(tái)，“這將產(chǎn)生一個(gè)顛覆性的變化，真正使育種技術(shù)進(jìn)入分子設(shè)計(jì)育種時(shí)代。”

 

　　但在專家眼中，種質(zhì)資源的普查收集和保存利用仍是一場(chǎng)與時(shí)間的賽跑。

 

　　“我國(guó)現(xiàn)有55個(gè)庫(kù)圃保存了相當(dāng)數(shù)量的寶貴資源，但是外界還有許多資源正在面臨病蟲害、水災(zāi)等自然災(zāi)害危害，由于還沒有被及時(shí)普查、收集，或者缺乏相應(yīng)的保存技術(shù)，資源未能收集入庫(kù)圃保存，這是一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。”辛霞說(shuō)。

 

　　此外，要實(shí)現(xiàn)資源的長(zhǎng)久安全保存，依賴于保存技術(shù)研發(fā)。然而，我國(guó)種質(zhì)庫(kù)圃已保存資源的活力監(jiān)測(cè)、預(yù)警技術(shù)和繁殖更新技術(shù)相對(duì)匱乏，專門從事保護(hù)保存的人員隊(duì)伍和研發(fā)經(jīng)費(fèi)嚴(yán)重不足，導(dǎo)致常發(fā)生資源得而復(fù)失的現(xiàn)象。因此，亟須進(jìn)一步加強(qiáng)種質(zhì)資源入庫(kù)技術(shù)和經(jīng)費(fèi)支持，以保障資源的長(zhǎng)久安全保存。

 

　　目前，國(guó)內(nèi)外共保存著50余萬(wàn)份作物種質(zhì)資源，其中25.7萬(wàn)份已被利用。“那些沒有被利用過的種質(zhì)資源里就沒有能夠提高產(chǎn)量和抗性的基因嗎？不是的，但是許多人還不知道怎么去挖掘利用。”黎志康說(shuō)。

 

　　值得強(qiáng)調(diào)的是，目前，我國(guó)尚有一批古老地方品種和特色種質(zhì)資源分散保存于農(nóng)家，亟待搶救性收集。因此，辛霞建議：“保護(hù)種質(zhì)資源需要公眾的積極參與，這種意識(shí)和行動(dòng)的提升，無(wú)疑將推動(dòng)種質(zhì)資源和生物多樣性保護(hù)工作的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。”