文\海南日報記者 邱江華 圖\海南日報記者 張茂
時至萬物生,芽蘗由地中。
一粒種子可以改變一個世界。頑強堅韌、落地生根、破土而出、開枝散葉……對于種子,人類從不缺少贊譽之詞。種子對人類農業(yè)文明的產生有著決定性的影響,也是人類走到今天不可或缺的一環(huán)。以前,種子的作用在“能產糧食、能吃飽飯”。如今,隨著科學技術手段的不斷進步,種子已成為高產穩(wěn)產高效的核心,種業(yè)已成為國際科技競爭的前沿。
我們仰望星空,探索種子奧秘,讓小種子迸發(fā)大能量,打好種業(yè)翻身仗;同時俯身大地,了解一粒種子從枝頭到實驗室的科研之旅。
科研人員用放大鏡對種子進行細挑選,篩選出細小種子,并將壞種子、破損種子和混雜的其他種子挑出丟掉。
斬十余關卡方可入庫
中國熱帶農業(yè)科學院熱帶作物品種資源研究所(以下簡稱熱科院品資所)熱帶牧草基地坐落于儋州市寶島新村,這里也是國家草品種區(qū)域試驗站。
沿著基地里百余米長的小路走,可直達國家熱帶牧草中期(備份)庫(以下簡稱備份庫)。十余個竹制的圓形簸箕里裝著一袋袋種子,在備份庫的大門前鋪了滿滿一片!斑@是在曬種。”熱科院品資所熱帶草業(yè)研究中心副研究員張瑜介紹說。
一粒種子,從掛上枝頭到被科研人員取下,最后作為優(yōu)質的科研品種入庫保存,要經歷多少道程序?如何“大浪淘沙”,精準選出優(yōu)質種子?神秘的種子庫里又是何種風景?在國家熱帶牧草中期備份庫里,我們可以找到答案。
迎著晨光,戴上草帽、穿好水鞋、扛起耙子,熱帶牧草基地的工人白昌福準備下地收種了。在熱帶牧草基地呆了近20年,他每天的工作就是輾轉于寸寸青草間,將成熟的果莢取下收入尼龍網袋中。而后,與妻子符金科擇一個好日頭,將種子袋攤開,放在簸箕里進行日光曬種,使果莢殼變干。
3月23日,工人白昌福和妻子符金科將種子袋攤開,放在簸箕里,日光曬種,使果莢殼變干。
這是收集種子最前端的工作。看似簡單,卻考驗著人的耐心和細致!澳憧催@些尼龍袋里,都有一個小紙牌,上面寫著種子的編號,這是它們的‘身份密碼’!睆堣ふf,工人一邊采集種子,一邊要登記采集的時間、地點、經緯度,種子的最初質量、數量和包裝情況等信息都將被錄入信息庫,進行建檔和管理。
日光曬種是熱帶牧草基地目前最主要的干燥處理方式!皠偛傻姆N子含水量高,如果不及時進行干燥處理,種子很快就會老化。并且種子最終要保存在零下的冷庫中,不干燥徹底的話,種子內的水分會形成冰晶導致種子死亡!睆堣み叿瓌又せ锏哪猃埦W袋,邊解釋說。
工人白昌福展示剛采集到的成熟果莢。
此階段完成后,種子才由“露天大曬場”轉移到備份庫的實驗室里。只見符金科將曬好的種子撒入簸箕中,再用兩塊磚進行摩擦,以去掉果莢殼。再選擇大小合適的篩子,一來一回抖落間,種子紛紛揚揚篩下,果殼、枝葉等較大雜質則被留在了篩中,之后丟棄。
到這一步,還不夠!接著進行粗挑選,將混雜在種子里的小枝葉、土塊等肉眼可見的雜質挑出。再進行細挑選,借助放大鏡,將壞種子、破損種子和混雜的其他種子挑出。經過篩選的種子被裝入透明封口袋里。至此,前期的清選工作才算完成,得到的是飽滿而純凈的種子。
在種子中期備份庫,科研人員尋找?guī)煳惶,嚴格確保和標簽上的號一一對應,方便后期拿取。
為什么要篩選種子?保存、研究種子有何價值?熱科院品資所熱帶草業(yè)研究中心主任郇恒福說,熱帶牧草種質資源是熱帶作物種質資源的重要組成部分,蘊藏著豐富的遺傳基因,是篩選、培育優(yōu)良品種的素材和基因源。
計算千粒重、發(fā)芽率測定、再次徹底干燥處理、水分測定……累計十余道“關卡”,只有全部過關的種子,才算是有效種子,這也是最終能進入冷庫保存的種子。
29科280屬759種14673份,這是截至目前該備份庫已經收集到的牧草種質資源。其中,種子入庫保存共16科245屬623種9980份,上交入國家?guī)毂4鏌釒敛莘N質材料3677份。庫(圃)結合的熱帶牧草種質資源保存體系構建完成。
如此數量,是一個什么概念?郇恒福告訴我們,該備份庫的熱帶牧草種質資源保存量居國內第一、世界第二。
科研人員在數種子,每次數50粒種子,重復3次。
“文武雙全”的“種子獵人”
備份庫里的種子,很大一部分是由熱科院品資所熱帶草業(yè)研究中心種質庫采集隊員們跋山涉水從野外采集回來的。野外采集植物種子是一項極其漫長、枯燥并充滿危險的工作。
采集隊里的每個人都是野外科考的專家,都是識別植物的高手,多的時候他們每年有近三分之一的時間是在野外度過。進深山、闖雨林、爬高樹、翻峭壁……對于中國熱帶農業(yè)科學院副院長、研究員劉國道來說,這些是家常便飯。
從1985年到熱科院工作至今,劉國道帶領團隊用雙腳丈量著海南的幾乎每個村落、每片山林、每條河流。他們曾連續(xù)38天在海南野外考察,也曾連續(xù)5年“闖入”云南的深山老林。
2020年9月,劉國道及其團隊共7人前往三沙市開展種質資源考察工作。不料路遇狂風大浪,其中一名隊員直接被浪從快艇上打到海里去!昂@司腿缟揭粯酉蛭覀儔簛,根本無法抵抗!眲勒f,雖然每次出發(fā)采種之前,都力求做到萬全準備,但危險都是不可預測的,誰也不知道此行即將面臨的是什么。后來,整個快艇被風浪打翻,7人在海上漂浮了半個多小時,所幸等來了救援的沖鋒舟。
劉國道在對柱花草資源進行鑒定。
實際上,諸如此類的危險事件在劉國道及其團隊多年來的采種之路上時常發(fā)生。有人將種質采集員稱為“種子獵人”,因為長時間的野外作業(yè)讓他們必須適應各種極端的工作環(huán)境。采集員通常是“文武雙全”的,有時候他們要像福爾摩斯一樣,根據百年前文獻中的模糊線索,一點點推理出植物可能生長的地方;有時候又要像精明的獵人一樣追隨著現場的蛛絲馬跡找到目標植物。
一次次面向小草躬身,一片一片觀察,一點一點查找,一株一株采集,山風呼嘯于耳邊,皓月星辰落身上,時光封存在一粒又一粒種子中。這些年來,劉國道及其團隊走遍了我國南方15省(自治區(qū)和直轄市),目前收集到草種標本共計8000余份,其中南方重要牧草資源的科、屬實現了100%的覆蓋,種級水平保存量占南方分布種總數的70%以上。
在基本完成國內熱區(qū)熱帶牧草種質資源考察和收集工作的同時,劉國道及其團隊還將“科研觸角”伸至30多個熱帶國家和地區(qū),相繼建立起農業(yè)農村部熱帶牧草種質資源圃、國家熱帶牧草資源保存中期(備份)庫,目前已累計收集熱帶牧草種質資源1.4萬多份。
在溫度-4℃的種子中期備份庫,科研人員在調整軌道,移動種子架。
種子變革主導農業(yè)飛躍
進入位于備份庫負一層的種子中期低溫保存庫,即使穿著厚重的軍大衣,也免不了要打幾個寒顫。近一百平方米的空間,恒溫是-4℃,整齊排列的種子架里,躺著一萬多份來自世界各地的熱帶牧草種子。這是熱科院品資所熱帶草業(yè)研究中心將近30多年3代人的汗水勞動下的成果。這些種子短暫的“休眠”于此,或許未來的某一天,某些種類的牧草在野外消失,它們便會應約蘇醒再次綻放活力。
“這也是種子庫的意義所在。”郇恒福說,熱帶作物種質資源在我國乃至世界各國農業(yè)發(fā)展中都具有重要的戰(zhàn)略地位。保護作物種質資源,就是保護作物物種遺傳多樣性資源。
在特定意義上,一個物種可以影響一個國家的興衰,一個基因也可以決定一個產業(yè)的成敗。因此,世界各國都對保護各類生物資源,包括作物資源倍加重視。資料顯示,我國的農作物種質資源保存體系建設相對完善,由庫、圃構成,已建成國家種質資源長期庫及其復份庫各1座、國家中期保存庫10座、國家種質資源圃40個以及原生境保護點116個。幾乎包含了我國大部分的作物資源和部分的熱帶作物種質資源。
“熱帶作物種類豐富,但均為小類作物,多數種類未能建圃保存。尤其是海南島,特有作物有600多種,多數處于瀕危、滅絕的風險之中!臂ê愀Qa充說道,因此,在海南島運行國家熱帶牧草中期備份庫,不僅符合我國作物種質資源保護戰(zhàn)略,也具有特殊的必要性。
“農業(yè)每次質的飛躍,都是種子變革主導,沒有現代種業(yè)的支撐就沒有農業(yè)的現代化!眲勒f,這些年來,熱科院熱帶牧草研究中心一方面努力構建起一套完善的熱帶牧草資源收集與保存體系,另一方面也積極推進新品種選育、成果推廣工作。
走出備份庫,目光所及,沃野千里,牧草青青。“這一處匍匐地面生長的是狗牙根,可用于鋪建草坪,或用作固土護坡綠化材料種植。我們對其做評價實驗,主要為篩選耐鹽的優(yōu)異材料。那一處是柱花草,我們對其做引進資源適應評價實驗,以確定國外引進資源可以在海南良好生長……”劉國道如數家珍地介紹著,熱科院一代又一代牧草人,他們秉承著真摯的科研情懷,接續(xù)在青青草地上不斷破譯出“生命天書”。
熱帶牧草種子入庫過程:
收種
曬種,使果莢殼變干
搓種,去掉果莢殼
去除雜質,清選出合適的種子
測定種子千粒重
測定種子發(fā)芽率
檢測發(fā)芽合格后,將種子裝入封口袋
對種子進行真空處理
將種子放入中期備份庫
開展資源鑒定評價工作
(邱江華 輯)
原標題:走進國家熱帶牧草中期備份庫 探秘種子驛站