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国际种子库
时间 : 2015-07-29     

  国际种子库 

  人类的农耕文明可以追溯到距今13000年前,起考古学家曾在伊拉克的耶莫遗址中发现了大约公元前6750年的种子遗存。也许从那时起,人类就知道了保存种子是来年收成的重要保障。但是在全球范围内系统地整理并保存种子却只有短短近百年的历史。 

  生物资源作为自然资源中可再生的重要部分,是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。随着全球人口的爆炸性增长,化石资源短缺和生态环境的恶化,人类对生物资源的依赖变得异常突出。世界各国政府和科学家已经认识到21世纪全球面临的最重要挑战之一是如何解决人类对能源和资源,如粮食、石油、药物、油料、果蔬和木材等的巨大需求和可持续发展之间的矛盾。以生物资源为基础的现代生物技术需要大量的生物资源储备,许多国家都投入了大量的人力和财力对生物资源进行收集与研究,并在这一领域展开了激烈的竞争。发达国家和部分发展中国家通过建立种质资源库对生物资源进行有效的储备和管理,美国、英国、日本、意大利、巴西、挪威和印度等国均建立了较为完整的农作物种质资源保存体系。 

  据联合国粮农组织(FAO2010年的报告,目前全世界有1,750座种质库,保存着各类农作物种质资源共计740多万份(含复份),其中种子约占90%。世界上收集保存农作物种质资源最多的3个国家分别是美国(50万份)、中国(40万份)和俄罗斯(37万份以上)。 

  1. 最大的农作物种子库——斯瓦尔巴德全球种子库(Svalbard Global Vault 

  斯瓦尔巴德全球种子库建立在距离北极点约1300公里的斯瓦尔巴德群岛的斯匹次卑尔根岛上,在其永冻冰山深处(地下120米),埋藏着这座占地约1000平米的神秘建筑物,洞内面积约1千平方米,分为3座储藏室,每个储藏室能够存储150万份种子样品,而每个样品保存约500粒种子。那里不易受外界气温变化影响,即使在断电状态下也能使种子处于低温环境中,即使气候变暖导致格陵兰的冰盖融化也不会被淹没,适宜种子的长期储藏,是当今世界最安全的基因库。 

  斯瓦尔巴德全球种子库由挪威政府出资建造并承担维护费用,全球农作物多样性信托基金将负责提供技术指导、种子的运送以及管理。该种子库2006619日举行了隆重的奠基仪式,挪威、瑞典、芬兰、丹麦和冰岛等国的总理/首相共同奠基;20082月正式竣工并启用;至2015年初,已备存来自美国、墨西哥、加拿大、菲律宾肯尼亚100多个国家的小麦、玉米等农作种子4000种,84万份。 

  斯瓦尔巴德全球种子库的使命是对传统基因库遗传多样性的意外损失提供安全备存。虽然大众媒体强调其在重大区域性或全球性灾难事件中可能发挥的作用,然而,斯瓦尔巴德全球种子库更多地用于避免因基因库管理不善、事故、设备故障、削减经费和自然灾害中失去所保存的种子样品。历史上曾发生多次因战争、内乱或灾害而导致基因库被摧毁的例子,如菲律宾国家种子库被洪水损坏,后又被一场大火烧毁;阿富汗和伊拉克的种子库已经完全丧失。根据《经济学人》的说法,斯瓦尔巴库是世界上1750座种子库、农业生物多样性的保藏机构的备份被称为植物诺亚方舟斯瓦尔巴德全球种子库曾入选美国《时代周刊》2008年度最佳发明奖。 

  2. 世界最大的野生植物种子库——英国千年种子库(The Millennium Seed Bank 

  对农作物种质资源的收集和保存为解决粮食安全问题提供了保障,然而野生生物资源中,特别是栽培作物和家养动物的近缘种中包含了大量特殊、优质的基因,例如抗寒、抗旱和抗病等抗逆基因,以及速生、早熟和优质高产等优异基因。这些丰富的基因/遗传资源利于促进农作物新品种的选育,并进一步支撑经济的快速、持续发展,满足社会需求。拥有大量的生物种质资源储备并掌握其保护和利用的新技术,既是国家综合实力的体现,也将决定一个国家社会进步和经济发展的成败。 

  保存野生生物种质资源最多的是英国,英国家植物园邱园(Royal Botanic Gardens, Kew)于1974年开始建立种子库,自1979年开始收集英国国内植物的种子,1983年收集世界各地尤其是干旱区半干旱地区的种子,于1997年开始启动“千年种子库”项目,投资8000万英镑,其第一阶段的目标是保存世界有花植物10%物种的种子。 

  英国千年种子库坐落在伦敦附近的西萨克斯郡的维克和斯特庄园(Wakehurst Place)。它是世界上最大的野生植物种子库,可以储藏亿万粒种子,抗核爆炸,其最终目标是保存世界上所有可以保存的植物物种的种子。该种子库已于200910月完成了其第一阶段目标,即保存世界有花植物10%物种的种子;其下一阶段目标是与全球合作伙伴一起,在2020年以前,共同保存世界有花植物25%物种的种子。 

  截至2014年底,英国千年种子库已保存了来自50多个国家的72,188份、35,039种(分属3325,581)野生植物的种子。它向全世界分发种子,每10年或20年检测一次库存种子的萌发率,并开展有关种子保存技术和利用的种子生物学的研究。 

  3. 世界最早建立的种子库——瓦维洛夫全俄植物栽培研究所 

  上世纪20年代,自幼生活在粮食短缺状况下的俄国著名遗传学和植物学家尼可莱·瓦维洛夫(Nikolay Vavilov, 1887-1943)开始在全球范围内考察并搜集各种不同的农作物的种子,希望通过自己的努力,解决俄国乃至全世界的粮食问题。他踏遍了世界五大洲的土地,搜集了许多农作物的野生近缘品种以及一些不知名的可食用植物的种子,最终在列宁格勒(今圣彼得堡)建立起了世界上第一个种子库。 

  非常值得一提的是,该种子库经历了28个月第二次世界大战的列宁格勒保卫战中的艰难岁月(列宁格勒保卫战是近代历史上攻击时间最长、破坏性最强,死亡人数第二多的包围战)而得以幸存;其间,数名植物学家宁愿饿死,也没有舍得吃库里收集保存的作物种子。该库现在被称为“瓦维洛夫全俄植物栽培研究所”。该研究所目前已保存了37万份作物及其野生近缘种的种子,隶属155个植物系,304个科,2539个品种。 

  4. 由农民发起建立的本土作物种子库——印度的“拯救种子运动”(The BBA, Beej Bachao Andolan Save the Seeds Movement 

  印度的“拯救种子运动”开始于20世纪80年代末,发起人是北阿坎德邦的一个农民,维杰·加德哈瑞(Vijay Jardhari),目的是挽救数印度的本土作物品种种质资源,并由此带动创建了许多建立在农村不同村庄里的种子库,分别保存了不同数量的印度本土作物种子。 

  5. 世界最早使用超低温技术、保存体系最健全的作物种子库——国家遗传资源保存中心(National Center for Genetic Resources PreservationNCGRP 

  国家遗传资源保存中心是美国农业部农业研究局(Agricultural Research ServiceARS)下属的一个研究所,位于美国中西部科罗拉多州科林斯堡市(Fort Collins),该地区的半干旱和温带气候是长期储存种子的理想条件。 

  该研究所位于科罗拉多州立大学(Colorado State UniversityCSU)校园内,独特的地理位置使其与科罗拉多州立大学建立了良好的合作,同时科罗拉多州立大学也与研究所共享了许多资源,提供了许多实验场地和仪器设备。国家遗传资源保存中心以其收集的丰富动、植物和微生物资源闻名于世。研究所的主要职能是收集、评价、保存和分发遗传资源,建立国家遗传资源库,确保生物多样性,巩固美国农业经济的可持续发展。整个研究所包括植物种质资源保存组、植物和微生物遗传资源保存组、动物种质资源保存组三个分支。目前,研究所已经建立了多种动、植物基因库,并且成功保存了217237614842种(包括种下单位)568390份种质资源。 

    

  国家遗传资源保存中心对于种子的保存运用了冷冻保存(-18℃)和超低温保存(液氮,-196℃),国家遗传资源保存中心是世界上最早使用超低温技术的农作物基因库。 

  1990年,美国国会批准设立国家遗传资源计划(NGRP)。NGRP的责任是:收集、鉴定、保存、登记和分发对粮食和农业生产的有重要影响的所有生命形式的种质资源。该计划建立了种质资源信息网(GRIN),提供有关植物、动物和微生物种质资源信息;还设有国家遗传资源咨询委员会(NGRAC),为NGRP的秘书及主任提供咨询和建议。该委员会负责国家关于保护和利用粮食和农业遗传资源的重要问题。 

  6. 中国最大的作物种子库——国家作物种质库     

      国家作物种质库是全国作物种质资源长期保存中心,也是国作物种质资源保存研究中心。该库在美国洛克菲勒基金会和国际植物遗传资源委员会的部分资助下,于198610月在中国农业科学院作物科学研究所落成。保存以种子为主体的作物及其近缘野生植物。农业部于19993月批准建设,2002年竣工投入使用的“国家农作物种质保存中心”保存设施的建设项目,是对国家作物种质库的升级扩建,建成后,总建筑面积3200 平方米,贮藏面积300 平方米,保存容量40 万份。贮藏温度-18℃ ±1℃,相对湿度<50%。现长期保存150 余种作物,725种、36 万份种质资源(20139月数据,来源:中国农业科学院作物科学研究所网站)。 

      “我国建成世界上最大种质资源库”曾被中国科学院院士和中国工程院院士评选为“2001年中国十大科技进展新闻”,并作为“中国农作物种质国资源收集保存评价与利用”成果的重要组成部分,获2003年度国家科技进步一等奖。 

      国家作物种质资源数据库,由中国农业科学院作物科学研究所国家作物种质信息中心负责建设和维护,经过20多年的努力,已拥有200多种作物、39万份种质的基本信息、形态特征和生物学特性、品质特性、抗逆性、抗病虫性和其他特征特性等6个方面的数据。国家作物种质资源数据库通过中国作物种质信息网互联网上向社会开放共享。通过国家作物种质资源数据库,可以全面掌握和了解我国农作物种质资源的情况,促进种质资源的保护、共享和利用,为科学研究和农业生产提供优良种质信息,为社会公众提供科普信息,为国家提供资源保护和持续利用的决策信息。 

   

   

  (图片来源:中国农业科学院作物科学研究所网站