如何把種子存進植物“諾亞方舟”？國家植物園提前“預演”

日前，我國容量最大的植物種質資源庫——國家植物種質資源庫項目主體結構全面封頂。這一被稱為植物“諾亞方舟”的項目計劃2026年年底運營，屆時第一批種子將入庫保存。

已經采集到的種子存放在哪里？在國家植物園（北園）西側，有兩排灰色平房，貼著包裝間、種子清理室、干燥間、冷庫等門簽。在這里，從全國收集到的種質資源經過簽收登記、清理篩選、X光檢測、數量估算、干燥包裝等流程后，將被放置在零下20℃的冷庫中密封保存。

近日，新京報記者探訪了這座被稱為“生命冷藏室”的國家植物種質資源庫預備庫。運營一年來，這里不僅已經保存種質資源近萬份，也為建立種質庫標準制度、磨合運營機制、鍛煉科研團隊打下基礎。

國家植物種質資源庫預備庫，裝著種子的冷庫里顯示溫度為零下21℃。新京報記者 薛珺 攝

每份種子至少采集2500粒

國家植物種質資源庫位于國家植物園（北園），建成后將收集來自世界范圍內的植物種質資源7萬種以上約200萬份，實現中國珍稀瀕危植物全覆蓋。

為確保種質資源庫明年底建成后盡快投入運營，國家植物園（北園）整合全園科研力量成立運營專班，開展種質資源收集和保藏兩項核心工作。此前，國家植物園（北園）高級工程師孟昕專注研究丁香屬植物，如今成為了收集組的負責人。

“雖然預備庫只有簡單的兩排房子，但是‘麻雀雖小、五臟俱全’，這里涵蓋了種子從收集、處理到儲存的全流程。種子收集回來后，首先來到這間屋子。”她推開預備庫的登記室，地上堆放著幾個大紙箱，桌上有一摞厚厚的標本，被用報紙或者紙殼一一分隔、壓住。

國家植物園（北園）正高級工程師孟昕在干燥間檢查種子。新京報記者 薛珺 攝

紙箱里，各式各樣的種子被分裝在不同的袋子中，每袋里的種子數量都大于2500粒。帶著絲狀柔毛的蘆葦種子，像一團羽絨服的毛領子；白杜種子是紅色的，大小和花椒粒差不多；有著堅硬褐色外殼的核桃也是種子，同樣需要采集至少2500個，并背下山。

孟昕說，千奇百怪的種子需要繁殖和傳播，有的種子利用風來傳播，比如蒲公英的種子會形成絨毛狀的結構，像一把會飛的小傘；有的種子需要隨水漂流傳播，整體會比較輕；有的則利用人和動物傳播，比如蒼耳種子上的刺很容易附著在動物的皮毛和人的衣服上；還有的種子會炸裂，通過彈射傳播。這些種子都需要采集。

野外采集需要集齊5樣東西：一份大于2500粒的種子，滿足未來儲存和后期做萌發試驗的需求；3份植物標本，方便后期分類學專家進行準確的物種鑒定；4-5張當時的生境和帶有植物特征的照片；一份用于遺傳物質提取并保存的植物DNA材料，通常是3-5片鮮嫩的葉片，可以用于物種分子鑒定或功能研究；一份采集記錄表。這些物品通常會被快遞回北京，如果是珍貴的植物，則由采集人員“人肉”背回北京。

3類物種的種子需要優先采集，即珍稀瀕危、區域特有、有重要應用價值的物種。其中，采集國家重點保護野生植物的種子需要向相關部門申請采集許可。

在深山老林采種子

需要打軌跡找到返程路

收集組的7位組員來自國家植物園的各個崗位，這兩年，他們的足跡遍布東北、華北、西北等“三北”地區。采集種子是一個非常快樂、解壓的工作，可以從植物上摘取，也可以在地上撿拾，但過程中也伴隨著艱險。

孟昕說，2000多米、人跡罕至的高山上沒有路，走起來格外困難，更何況是背著高枝剪等工具和采集到的種子、標本。“往往眼前是一片云杉林，大家要想辦法鉆過去。在沒有信號的山林中，我們需要在軟件上打開軌跡走，再按軌跡走回來，不然根本找不到回來的路。”

丁香葉忍冬生長在門頭溝荒無人煙的懸崖峭壁上，科研人員需要冒風險攀爬坡度為45度的陡峭石壁去采集種子。每次跑野外，也未必能收獲有效的種子。受到氣候變化影響，采集種子的時間變得難以確定。有一次，他們在延慶看到，紫椴結實率挺高，種子也顆顆飽滿，但拿回來用X光機檢查，卻發現其空癟率非常高。

白天采集到種子，晚上在賓館也不能閑著。對于部分種子，科研人員需要在采集當晚進行預處理，清理上面粘著的枯枝落葉，并將漿果果肉剝落，取出種子并風干。在炎熱的夏季，被壓扁的植物標本也需要及時用烘干機進行處理。回憶今年在長白山采集種子的經歷，孟昕說，他們每天早上七點多出發，傍晚四五點才能回到賓館吃口飯，處理種子經常工作到夜里十二點。“連續一周下來，人是很疲勞的。”

采集種質資源，單靠國家植物園的力量是不夠的。近兩年，他們還會委托地方植物園等兄弟單位、國內科研院校支持采集。目前，預備庫已收集新疆、吉林、河北等地種質資源近10000份，涉及163個科、736個屬、1783個種/變種，其中包括珍稀瀕危物種大花杓蘭、山西杓蘭、紅景天、紫椴等50余種。

“種子處理卡”上詳細記載著到來和清理情況，并貼有二維碼標簽紙。新京報記者 薛珺 攝

這些種子到達預備庫第一站“登記室”后，會獲得一個新且唯一的身份ID號，這個庫編號以NBG開頭，它被打印在一張二維碼標簽紙上，標簽上還包含采集號、種名、科名等信息。

把種子放入零下20℃冷庫前

需5個步驟

按照國際規范，種質資源從野外采集到入庫保存，都需歷經簽收登記、清理篩選、質量檢測、數量估算、干燥包裝等標準化流程。

簽收登記后，種子會被送往清理室，這里放置著不同孔徑的篩網。工作人員需要嘗試找到合適網眼的篩子，將種子與雜質分離開來。旁邊還有一臺種子凈度風選儀，將種子放進儀器中，灰塵、碎葉等質量輕的物質會被風吹出管道，較重的種子也會留下來。

一位工作人員正在用篩網篩選種子。新京報記者 薛珺 攝

在操作臺前，簸箕中裝滿了種子，清理人員用手將干癟的種子一一挑出，留下粒粒飽滿的種子。種子清理機將空氣向上吸，使種子中的灰塵、碎屑吸附在濾網上，從而保護工作人員的呼吸系統。

被精心篩選清理過的干凈種子，會取出部分計數，再估算出千粒重和種子數量。蘭花的種子輕如塵埃，如何計數？在計數室中，超微量天平以克為單位稱重，它可以精確到小數點后的7位。

接著，種子會被裝進信封或布袋，在相對濕度15%、溫度15℃的干燥間脫水，干燥至約5%的含水量。種子含水量每降低1%，其壽命增加一倍。

干燥后的種子將被送往包裝間。在這里，它們會做X光檢查，確保其種子飽滿情況。每份種子會被包裝進大大小小的密封瓶罐中，并貼上二維碼標簽紙。密封罐內，還會放一個小硅膠袋用于檢測濕度。一旦容器漏氣或者潮濕，硅膠粒會變色，以便工作人員及時發現并更換瓶子或密封圈。

密封罐中裝著各種種子。新京報記者 薛珺 攝

最后，記者跟隨孟昕來到零下20℃的冷庫，這里的大門貼著“當心凍傷”的黃色提示牌。走進大門，四個制冷機源源不斷吹出冷風，盡管裹著厚重的羽絨服，這里的冷氣仍然讓人忍不住打顫。各種顏色、不同大小的種子裝在密封罐中，擺在貨架上。在這里，它們的理論保存期限可以超過100年。目前，工作人員取放種子需要經過一番“寒徹骨”，未來國家植物種質資源庫的冷庫是自動化庫，機械臂將代替人進行存放種子的操作。

對疑難種子萌發等難題

開展攻克研究

絕大部分的種子可以通過低溫干燥的方式進行長期保存，但也有少數種子叫“頑拗性種子”，比如板栗和荔枝、桂圓、芒果等熱帶水果，它們的種子不能通過這種方式保存，需要通過試管苗庫或者超低溫庫的方式進行補充保存。試管苗需要定期繼代，是不小的工作量。

所以，明年運營的國家植物種質資源庫不僅有零下20℃長期保存庫，還將包括零下196℃液氮超低溫保存系統、試管苗庫、DNA庫和活體植物資源圃等多種資源類型保存單元。

國家植物園（北園）副研究員、種子生物學博士李愛花說，中國有2.5萬多種種子植物，目前只有部分物種已經明確產生“頑拗性種子”。頑拗性種子的判斷，是一個非常關鍵的科學問題。“頑拗性種子無法脫水干燥，目前我們正開展攻克研究，試圖破解頑拗性種子辨別和保存難題。”

收集到的種質資源還需進行定期活力檢測，保證科研人員需要它們的時候，處于冷凍狀態的它們能夠被喚醒，并重新生長。在預備庫萌發實驗室，科研人員也在探究不同植物的萌發條件，低溫培養箱、光照培養箱可以設置不同的溫度和光照時間，為種子萌發試驗提供各種條件。“疑難萌發種子休眠解除機理”也是國家植物園正在研究的課題。

明年年底運營的國家植物種質資源庫，規劃收集來自世界范圍內的植物種質資源7萬種以上約200萬份，涵蓋約中國80%高等植物種和世界10%高等植物種的植物種質資源。除了植物種子，種質資源還包括試管苗種質，DNA，植物活植株，花粉和孢子，超低溫保存植物組織器官、植物微生物等種質。

建設“諾亞方舟”

收集種質資源有何意義？國家植物園管委會主任、正高級工程師賀然說，種質資源庫承載著三重時代使命：作為遺傳信息的諾亞方舟，維系著物種基因的多樣性寶庫；作為生態文明的穩壓器，為應對氣候變化提供關鍵性戰略儲備；作為綠色科技的種質庫，持續供給糧食安全、生態修復、清潔能源等領域的創新源泉。

“一個物種可以成為一個國家的重要經濟來源，甚至是支柱產業，因此其野生種質資源的價值不可估量。”李愛花舉例說，獼猴桃被譽為新西蘭“國果”，其品質享譽全球。但許多人不知道的是，獼猴桃母本中華獼猴桃其實原產于中國。上世紀初，它被傳教士帶回新西蘭，經過當地培育，才誕生了眾多商業品種。

在基因層面上，種質資源的價值更為關鍵。她說，一個作物的栽培品種基因純度越高，其對特定病害的抵抗能力往往越單一，一旦發生病害，便可能面臨全軍覆沒的風險。反之，如果在種子庫中保存的野生種質資源里，尋找到攜帶抗病基因的材料，就有望為整個產業提供生存的轉機。“這類野生種可能產量很低、外觀不佳、口感也不理想，以當前的標準看似乎沒有直接利用價值。”她解釋道，“但在未來某一天，當面對前所未有的病害或環境威脅時，它所攜帶的一個關鍵基因，或許就能拯救一個品種甚至整個產業。”因此，盡可能全面地保存野生植物種質資源，是一項關乎未來的戰略性工作。

每份種子被包裝進密封瓶罐中，并貼上二維碼標簽紙。新京報記者 薛珺 攝

從生物多樣性的角度看，我國有眾多種群規模極小或瀕臨滅絕的瀕危植物，它們也需要植物“諾亞方舟”的守護。目前，世界上僅有兩株野生百花山葡萄，均位于北京。“如果這兩株植物死亡，這一物種便被宣告滅絕，就像動物界的長江白鱘。”李愛花說，種質資源庫如果保留了這些珍稀瀕危植物的種質資源，一旦它們野外生存發生危機，庫里仍保留它們重生的希望。

孟昕說，自己此前只針對丁香屬專類植物做科研，此次通過參與種質資源庫的前期準備工作，了解了種子采集入庫的全流程，這對于今后保育等工作很有啟發。“種質庫的建設跟人類的命運息息相關，能參與其中，我覺得非常有意義。”

記者/張璐

編輯/張樹婧

校對/盧茜

運營編輯/劉夢婕