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全球重量级种子库,现状如何?

发布日期:2022-05-05

如今,全世界大约有1750个种子库和基因库,除了用以保护和研究以外,还被当下的人们寄予厚望。那全球著名的种子“银行”现状如何?一起来看看!


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        世界上第一个种子银行

        俄罗斯圣彼得堡瓦维洛夫研究所

        20世纪20年代,俄罗斯科学家尼科莱·瓦维洛夫就率先提出了建立种子银行的设想,并在圣彼得堡建立了世界上第一个种子银行——瓦维洛夫植物工业研究所,被认为是世界上最古老的种子库之一。

        该研究所在 1940 年代初的列宁格勒围困期间几乎消失了,但被一群科学家拯救了,他们当时守卫着他们收集了超过 15 年的物种。围攻结束时,其中九人死于饥饿,也并未选择吃掉并摧毁了他们保护的庄稼。

        今天,瓦维洛夫研究所收藏了超过325,000 个种子样本,其中包括可能会永久丢失的农作物种子,例如 1970 年代内战期间几乎被摧毁的埃塞俄比亚小麦。


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        全球种子库

        斯瓦尔巴群岛群岛北极圈内

        2008年,挪威政府在斯瓦尔巴群岛群岛北极圈建立了一个全球种子库,将世界各地300多万种植物的种子放入永久冻土层的隧道,供幸存者在灾难之后重建地球家园。该项目计划耗资10亿美元,占地50公顷,预计于2010年底完成并投入使用。

        这是挪威历史上第一次大规模建设全球种子库。这些珍贵的种子位于海平面130米的砂岩山内120米的地方,储存在摄氏零下18度的地方,用来抵御任何全球性自然灾害或人为灾难。如果不加以处理,它们被称为“世界末日种子库”,可以说是“新时代的诺亚方舟”全球植物。

        在过去的十几年间,已经有1亿多粒农作物种子被送了进来,分别来自世界各国1400多家种子银行,总计为967216种农作物物种。这些种子代表着人类13000多年的农业历史。世界末日种子库也被科学界看成是未来人类灾后重建家园的最后希望。

        全球种子库2017年出现过一次险情,种子库的入口隧道因冰雪和永久性冻土快速融化而遭遇了洪灾,洪水差点进入到储藏室,数百万种农作物种子差点被浸泡。

        现在,种子库每天24小时有人值班,并正在挖掘一条100米长的地道,将融化的水直接排出去,他们还疏散了库中的发热电器设备,并安装了水泵,以应对今后可能发生的洪水。


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        全球最大的种子库

        柯林斯堡的国家遗传资源保护实验室

        位于柯林斯堡的国家遗传资源保存实验室由美国农业部运营,作为美国境内遗传植物材料的备份。它能够存储 150 万份样本,其中 50% 可以保存在低温罐中,目前拥有来自近 12,000 个植物物种的超过500,000个遗传材料样本。

        位于柯林斯堡的银行的种子经常分发给科学家进行研究和教育,也被用于预防和治疗抗病性。

        在 1980 年代,来自该银行的种子帮助克服了德克萨斯州的一种俄罗斯小麦蚜虫害虫,当时发现几个样本对蚜虫具有抗性,并被培育成受影响的小麦植物以控制虫害。


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        保存土著文化的种子库

        秘鲁马铃薯公园

        位于秘鲁皮萨克的马铃薯公园,是一个坐落在印加圣谷的乡村,是一个独特的种子库,位于海拔4000米的高山。

        该公园由当地土著社区管理,保存了包括玉米和藜麦在内的各种安第斯作物,但它特别关注马铃薯,拥有世界上已知的 4,000种马铃薯中的约 2,300 种,以及 200 多种野生马铃薯中的 23 种。目前人类已知的土豆。考古学家认为,这种马铃薯大约在8000 年前首次被驯化,位于与玻利维亚和秘鲁接壤的的喀喀湖畔附近。

        除了作为保护珍贵作物遗传物质的重要项目外,马铃薯公园还是保护六个社区和以该公园为家的6,000 多人的土著遗产的重要领域。


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        “未来种子库”

        哥伦比亚建立全球最大的热带作物基因库

        2022年3月15日,哥伦比亚总统伊万·杜克·马尔克斯(Iván Duque Márquez)为这个名叫“未来种子基因库”(Future Seeds,下文简称未来种子库)揭牌。

        “未来种子库”(Future Seeds)这一最新设施由CGIAR的国际生物多样性中心(Bioversity)、国际热带农业中心(CIAT) 管理,包括来自100多个国家的37000多个豆类样本、6000个木薯样本,以及22600个热带牧草样本。这些储存着种子、幼苗和含有遗传信息的组织的基因库,对实现全世界的粮食和营养安全至关重要。

        据悉,它也将成为研究人员的创新中心。在这个网络中,“未来种子”是独一无二的,因为它不仅仅是一个作物品种的“图书馆”,也是一个创新中心,它将利用基因组学、大数据、机器人、无人机和人工智能来加速开发适应气候的作物。而且,它的整个全球目录是开放的,无专利的,由政府、多边组织和基金会共同资助;植物遗传材料对培育植物新品种的研究人员是免费的。作为一个种子库,CIAT也向世界各地的弱势农民提供种子。

        这个“未来种子库”不仅将为人类托管世界上最大的豆类、木薯和热带牧草收藏,拥有共计超过6.7万个不同的样本,而且还将扩大其收藏范围,以涵盖其他重要作物及其野生亲缘,从而支持全球粮食和营养安全。


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        保存能力居世界第一

        中国国家农作物种质资源新库

        国家农作物种质资源库建在中国农科院作物科学研究所,2021年9月,新的国家作物种质库建成并投入试运行。

        新库容量为150万份,保存能力从目前来讲位居世界第一,可以满足今后50年全国农作物种质资源安全保存、鉴定挖掘和新品种培育等重大需求。保存方式从先前的低温保存,拓展到超低温保存、试管苗保存和DNA保存,实现了作物种质资源保存方式的全覆盖。同时,新库还配备了立体库自动存取系统,实现信息化和智能化管理,成为目前世界上单体最大、最先进的国家级种质库。

        目前,国家农作物种质资源保存体系涵盖了1个长期库、1个复份库、10个中期库和43个种质圃。长期库就是已经建成的国家农作物种质资源新库,主要负责长期战略保存的任务,是整个保存体系的核心。复份库建在青海,承担着备份保存任务。中期库分布在北京、黑龙江、河南等8个省市,负责对外分发共享,以及向长期库、复份库输送资源。还有种质圃,布局在全国38个科研院所和高校,主要是解决果树等无性繁殖作物种质资源保存问题。


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        让保护更高效

        中国西南野生生物种质资源库

        零下196摄氏度液氮超低温保存,极低含水量下种子干燥贮藏,植株根、茎、芽组织细胞系离体诱导培养……2017年成立的国家重要野生植物种质资源库,如今已成为我国国家生物种质与实验材料资源重要的收集、保藏、共享、利用中心。科技助力,我国野生植物种质资源保护、利用更加安全高效。

        每一种物种种子入库,一般要采集至少2500粒健康饱满的种子。2500粒是‘算’出来的,也是根据采集实践‘查’出来的。恢复植物种群至少需要50个成年个体,按照种子最低10%左右的成苗率,再加上每隔5到10年开展萌发实验的耗损,按照200年的保存期限,算出来应该保存2400粒左右健康饱满的种子。

        从最开始守护高山植物,到如今建立种质资源库、活体库、超低温冷藏设施。如今,国家野生种质资源库储存入库的资源规模达1.3万种12万余份。

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