这座种质库，真的不一般！——探秘云南省农作物种质资源保存库

      资源优：特色地方品种占六成

 

      “目前云南省农作物种质资源保存库安全保存23类粮食作物、9类经济作物、14类蔬菜等共15科42属62种4万余份种质资源，库存量居全国省级库前列。”寥寥数语，彰显出云南在全国作物种质资源保护中的重要地位。

 

 

      作物种质资源，又称品种资源、遗传资源或基因资源，是培育优质、高产、抗病虫、抗逆新品种的物质基础，包括地方品种、育成品种（系）、野生资源、特殊遗传材料，是保障国家粮食安全和重要农产品供给的战略性资源。“云南是全国农作物种质资源大省，全国收集保存的50万余份资源中有4万余份来源于云南，约占全国十分之一。”云南省农作物种质库暨云南省省级农作物种质资源库负责人、云南省农业科学院生物技术与种质资源研究所作物种质资源保存创新团队首席蔡青研究员介绍，云南多样的气候和生态类型及丰富的少数民族传统文化，造就了丰富多彩的地方特色资源，是我国作物育种、农业科技原始创新的重要基因宝库，对古老地方品种的收集与保护有着天然优势。在云南省农作物种质库收集保存的4万余份资源中，66%的是云南特色地方品种。一些古老的水稻、玉米、小麦和杂粮资源，虽已在山间绝迹了，但种质库里还保存有这些珍贵的资源，为科研育种积蓄着无限的动力。

 

 

      走进云南省农作物种质库，你会看到各种各样、形形色色的种子。它们中，有种植历史在300年左右的云南特色资源四路糯玉米，各种形状和颜色的食用豆，既作保健又作服饰装饰用的薏苡，有抗锈病、抗穗发芽的云南特色资源铁壳麦，还有接骨糯、冷水谷、大香糯等各式各样的水稻地方品种，紫麦、黑头麦以及粟、糜子、穇子、黑麦、扁豆、宾豆、多花菜豆、红花、紫苏、芫荽、茴香等许多或许你见所未见、闻所未闻的作物资源，让你会为云南种质资源的丰富而折服，会感叹这一粒粒小种子的神奇。

 

 

      犹如守护农作物种质资源的“诺亚方舟”，云南省农作物种质库孕育着未来育种的希望，1990年建库以来为省内外科研单位提供种质资源8200多份次。据不完全统计，17家单位承担的36个国家和省部级项目利用该库资源6281份次开展育种和基础研究。其中286份资源用于育种，选育出的11个新品种推广生产累计新增利润9100多万元。

 

      存得住：种质星火积蓄育种动能

 

      不是每一份历经艰辛收集而来的种质资源，都能成为云南农作物种质库中的一分子。向种质库提交的资源，要经历入库登记，清理清洗，与库存资源对比查重、去重，活力（发芽率）检测、干燥、包装，分配库编号、确定种子架筐位置，装筐、挂牌、入库等多个严格流程的筛选，才能成为云南农作物种质库中的一员，拥有自己的“身份证”。

 

 

      “对于能产生正常种子的作物，低温低湿种质库是保存种子的最佳方式。在全球收集保存的740万余份粮食和农业植物种质资源中，90%的以种子方式保存。我国国家农作物种质资源库（圃）保存的50万余份资源中，43.5万份为种质库保存。因此，对于以种子为载体进行遗传种质保存的种质库来说，其硬件建设以及安全保存关键技术十分重要。”蔡青坦言。

 

      为了持久、安全地保存种质资源，让种质“星火”更好地积蓄育种动能，17年来蔡青带领团队艰苦攻关，创建了云南农作物种质资源安全保护与利用体系，为基础研究、种质创新和作物育种储备了丰富的基因资源。

 

 

      团队提出“多维保存设施”和“复份安全保存”的技术集成策略，将原中期库仅一种保存功能提升为集中期库、长期库、可调库、双十五干燥间、封装室、智能化管理系统等为一体的“整体安全保存”体系。同时，在国内首家采用手机、电脑多端温（湿）度远程调控技术，引进上海基因库先进库管系统，以二维码管理实现种子出入库全程跟踪和库存量动态分析等功能，实现资源复份保存、中长期库资源互为备份从而达到整体安全保存，为农作物种质资源提供了优越安全保障，并为新增资源提供了扩展空间。

 

 

      团队针对低温保存种子存活特性、寿命延长、生活力监测及种质遗传完整性维持等关键技术问题，从不同层次开展研究，探明真空包装延长种子贮藏寿命和保持高生活力的酶学机制，创建了以贮藏温度与种子含水量交互作用为唯一关键因子的种子贮藏寿命预测模型，创新发明了便于测量种子芽期根长、多个品种同时水培发芽、特定溶液浓度环境下种子发芽试验及异花作物繁殖更新花粉隔离的新技术装置4项，为种子的安全保存提供了科学依据和高效解决方案。

 

      用得好：创新成果助力打赢种业翻身仗

 

      种子是种业之源，种质是种子之源。攻克种源“卡脖子”技术难题，首要的是把种质资源保护好、利用好。

 

 

      多年来，蔡青团队致力于系统鉴定云南特色珍稀资源并屡获突破：针对糯玉米起源于中国的学说分子证据不足、遗传背景不清等问题，通过表型鉴定等研究，探明了滇南及滇中生态区是云南糯玉米数量性状多样性中心，首次发现waxy等位基因新类型；针对不同来源四路糯遗传分化机制不清等问题，通过研究揭示四路糯地方品种成因和起源演化规律，为玉米起源演化研究和开发利用提供了科学数据；针对云南独有小麦亚种铁壳麦具有优异抗病耐旱、抗穗发芽特性但遗传背景不清、育种价值未充分体现等问题，研究探明铁壳麦变种分类与地理分布并发现新变种，明晰了铁壳麦抗穗发芽、抗条锈病特性，揭示抗病基因位点分布，筛选出一批高抗优异种质，为抗性基因深入挖掘与利用奠定理论和物质基础。

 

 

      同时，蔡青团队克服远缘杂交等难题，实现库藏珍稀优异资源创新利用，为拓宽遗传基础、促进育种突破奠定了重要基础。例如，团队创新利用铁壳麦获得优异新种质，其中云生1号抗锈病、综合性状优良；利用穗大粒多的云南圆锥小麦稀有种（保山三粒寸、德钦大颗麦、德钦反修麦等）与抗病耐旱多样性丰富的粗山羊草进行种间远缘杂交，成功选育获得人工合成六倍体小麦新种质；创建麦穗花专用品种评价方法并初步筛选出适宜种质，试验示范显示，与种植面粉加工原料的小麦相比，农民每亩收入可从700-800元增加到3000-4000元。

 

 

      2019年建成运行的云南省作物种质库仍面临着库存量不能满足未来云南丰富资源保护需求等问题。为此，种质库绘出发展新蓝图：紧密围绕国家种业强国建设目标，聚焦云贵高原特色作物种质资源保护，向国家申报在昆明建设现代化、高标准、智能化、能满足未来三十年种质资源保存研究需求的国家级“国家高原特色作物种质资源中期库”，着力打造具有国际先进水平的作物种质资源保护利用体系，并将种质库建设成为我国面向南亚东南亚国家和地区作物种质资源国际合作与交流的窗口。

 

 

      既要存得住，也要用得好。新征程上，蔡青团队将不忘初心，勇毅前行，聚力作物资源保护和利用研究，为打赢种业翻身仗贡献科技力量。

 

 

      来源：云报客户端