“亲本材料”面临卡脖子 关键时刻探访中国最大种子库

本报记者张妮

编者的话：俄罗斯媒体近日将“饥饿”列为2021年将发生的“最可怕事件”。世界粮食计划署官员近日也表示，2021年全球或出现“罕见大饥荒”。而前不久结束的中央经济工作会议强调“保障粮食安全”，要加强种子库建设，并开展种源“卡脖子”技术攻关。为什么要建种子库？它和国家粮食安全有何关联？我国种源“卡脖子”卡在哪？在全球号召警惕粮食危机的关键时刻，《环球时报》记者日前走进国家种质库，试图从中寻找答案。

国家作物种质库大门张妮摄

国家作物种质库内景

“现在我们所在的就是零下18摄氏度、湿度小于50%的国家种质库，种子在这里的保存寿命可延长到50年以上。”在位于中国农业科学院的国家作物种质库，《环球时报》记者站在4摄氏度的缓冲间，隔着玻璃窗看到了种质库里一排排密集的种子架，像图书馆里的书架一样排列有序。“这些架子可以前后移动，高处的种子目前还需要人工爬梯子取放，今年8月投入使用的新库将实现自动化流程，种子取放全部由电脑控制。”据国家种质库工作人员介绍，中国的种质资源保存数量超过52万份，仅次于美国（近60万份），位居世界第二。而将于今年启用的新库库容量为150万份，位居世界第一。

保存粮棉油果蔬等340种作物

“种质资源是培育新品种的物质基础，是农业的芯片，在任何一个国家都是战略性物资。”中国农业科学院作物科学研究所作物种质资源中心主任李立会在接受《环球时报》记者专访时表示，种质通常指遗传物质，种质资源主要指遗传资源、基因资源，多存在于古老的地方品种、野生近缘植物等品种中。在我国，能将种子保存寿命延长到50年以上的长期库有两个。位于北京的国家种质库于1986年建成，总面积3200平方米，保存了粮、棉、油、果、蔬、茶、糖、桑、草等340种作物，主要任务是对农作物、蔬菜、牧草等作物及其野生近缘植物种质资源进行长期战略保存。另一个长期库是位于青海西宁的复份库。如果不使用相关技术进行低温保存，种子在室温下一年后存活率就很低了。“长期库里的种质资源一般不能动用，保存过程中还要进行生活力检测。”此外，我国还有10个中期库，种子在零下4摄氏度的库中保存10-20年，主要任务是面向社会分发种子。

“一个品种在一个地方种20年左右，遗传结构就会发生变化，需通过对种质资源进行收集保护，把很多丢失的东西找回来。”李立会表示，新中国成立以来，我国进行了三次作物种质资源普查。最近的一次是从2015年开始的第三次普查，目前已抢救性收集了耐水淹玉米、红皮核桃等一大批珍贵资源。

李立会说，从事种质资源工作的人员每年大约60%的时间都在收集种质资源，收集回来后通常要经过3年鉴定，并认定符合两个标准才能入库：一是必须具有利用价值或潜在利用价值；二是遗传多样性必须与库存种子有显著差异，不能重复。

在入库之前，每份种质材料都要经过层层筛选检测。工作人员向记者介绍，“最主要的指标是发芽率，初始发芽率达到85%才能入库保存。因为只有活力较高的种子，保存寿命才能显著延长到50年以上”。在国家种质库外的发芽室，《环球时报》记者看到科研人员正在操作发芽箱，进行发芽试验。发芽率达标的种子将进行干燥和包装。在包装室，工作人员将一袋袋处理好的种子用锡纸袋或铝盒包装起来。包装上的标签注明了种子的名称、编号、入库时间、二维码等。工作人员表示，每份种子材料会包装成3-4盒，其中1盒存放在青海复份库。另外2-3盒存放到国家种质库。

破解“水稻癌症”难题

“国家种质库最主要的作用是战略储备。当发生灾难或某种作物灭绝时，我们就可以将库里的种子拿出来使用。”李立会表示，1845年至1850年间发生的爱尔兰大饥荒饿死很多人。主要因素是一种致病疫霉菌造成土豆腐烂继而失收，而土豆是当时爱尔兰人的主要粮食来源。“当时，爱尔兰种的土豆基本是一个品种，遭遇病害后，所有土豆都不长了。如果种植具有不同抗病基因的土豆品种，可能就不会造成毁灭性打击。这也是各国都非常重视种质资源并将其收集保存作为战略储备的最重要原因”。据介绍，我国云南特色地方稻米品种毫秕，曾绝种40年。后从国家库取出相关原始品种进行挖掘利用后，已形成“遮放贡米”优质稻米品牌。

创新种质，从库存种子中寻找新基因并应用于现有品种中也是种质库的重要作用。李立会称，虽然现在的育种水平不断提升，产量和抗病虫能力也在提高，但育种水平提高也会导致遗传基础越来越狭窄，产生类似于近亲繁殖的后果。因为育种是人类对自己需求的某些好东西不断改造，不用的东西丢失越来越多。如果能从库存种子中找到现代品种缺少的优异基因，并重新应用于现代品种中，将为育种提供突破性材料。

李立会举例称，水稻黑条矮缩病危害严重，被称为“水稻癌症”，在育种和生产方面一直没有找到治疗方案。万建民院士团队从2.3万份水稻资源中筛选出7份抗病种质，创制出抗病新品系，从根本上解决这一难题。还有，科学家将筛选出的环保型黄麻种质用于重金属污水吸附剂研发，为治理南方重金属污染土地开辟绿色新途径。

“卡脖子”到底卡在哪

我国在种质资源的保护创新方面取得显著成效，但仍存在类似芯片行业的“卡脖子”问题。李立会认为，种业“卡脖子”主要卡在“亲本材料”上。“亲本材料就是能产生种子的父本和母本。我们可以从国外购买一些商业种子，但种子的亲本材料是什么他们绝对不会告诉你，因为这是最关键的核心材料。”李立会表示，亲本材料在任何作物里都是不缺乏的，但缺的是优异的亲本材料。

目前，我国小麦、水稻的优异亲本材料在国际上处于领先水平，但跟国外相比，缺乏程度最高的大田作物是大豆和玉米，产量比国外低不少。

李立会表示，如果我们能从库存资源中发掘出大量优异种质并进行改良创制，就能将库存的种质资源优势转变成可利用的亲本材料优势。不过，这个过程非常漫长，要付出大量财力、精力。据介绍，在国外，类似的研发成果都有知识产权保护，而我国目前的种质资源向不同需求人员免费发放，没有知识产权。西方知识产权保护带来的一个结果是，农民每年买种子都要花钱。中国和西方国情不同，不能完全模仿西方。但是如果不加强知识产权保护，“卡脖子”的问题很难得到根本解决。

目前国家正在修订作物种质资源保护与管理办法，比如将种质资源登记划分为四类：一是公共资源，免费向社会发放；二是优异资源，具有一定知识产权；三是改良种质，具有更大比例知识产权；四是创新种质，具有完全自主知识产权。“如果在政策和机制上有了根本保证并严格落实，我国种业创新卡脖子的问题有望得到很好解决。”李立会称。