科研人員正在檢查植物的生長情況。

安徽省農業種質資源中心庫全自動液氨罐儲存庫。

日前，位于安徽省農業科學院的安徽省農業種質資源中心庫（以下簡稱“中心庫”）正式全面運行。作為全省首個省級綜合性種質資源中心庫，未來將有約50萬份種質資源在此“安家落戶”，能夠滿足全省未來30到50年動植物種質資源標準化保存的需求。

種子是農業的“芯片”，種質資源是種業的“芯片”，也是一個國家的戰略資源。安徽作為全國第四大糧食主產省，正在加快建設“千億斤江淮糧倉”，讓“皖”里有優質糧，離不開對種質資源的保護和合理利用。

如何破解種質資源關鍵核心技術，以“中國芯”助力“皖字號”種業企業做大做強?11月13日，記者走進安徽種業的“諾亞方舟”，為大家獨家揭秘。

一粒種子入庫需經重重“闖關”

在中心庫一樓的種子質量檢驗室里，安徽省農業種質資源中心庫研究實習員任凡凡正在挑選冬瓜種子，放進智能人工氣候箱沙培，等待其發芽。

種子從野外采集回來，需要經過鑒定、登記、初干燥、質量檢驗、X光檢測、二次干燥、分裝入庫等重重“闖關”。

其中，質量檢驗是資源入庫的最重要的第一步，凈度和發芽率是檢驗種子好壞的重要指標。

一旁的圖像采集室里，待檢種子整齊排列通過X光機。

科研人員根據成像，判斷種子的飽滿度、內部結構完整性，以及是否存在蟲蛀、腐爛等情況，從而確定這份種子是否符合入庫標準。

檢驗合格的種子來到“雙十五干燥間”進行再次干燥處理。這里是一個環境溫度控制在15℃、相對濕度控制在15%的空間，在低溫、干燥下，種子含水量降到5%至7%，進入“休眠期”，基本達到進入冷庫的條件。

“種子水分過大，在低溫下會結冰，破壞細胞結構。必須把水分降下來，最大程度保存它的活力。”安徽省農業種質資源中心庫負責人榮松柏解釋說。

處理好的種子被分裝進小罐子，經過信息采集后，一一貼上有種質名稱、作物名稱、種質編號、庫位編號和入庫時間的標簽，經過緩沖走廊稍作停留，慢慢降溫。

穿過緩沖走廊和兩扇厚重的大門，記者進入了中心庫最核心的區域——冷庫。

在這里，兩個中期庫溫度常年在-4℃左右，兩個長期庫溫度保持在-18℃左右，每個庫可以保存4萬-5萬份種質資源。

長期庫的低溫讓攝像機迅速宕機。一粒粒種子在白色的塑料瓶中“沉睡”，等待若干年后的“喚醒”。

“常溫下，普通種子最多保存一至兩年。低溫下種子可以存活三五十年甚至永久。”榮松柏表示，“通常每份資源會隔5年至10年進行抽樣活力監測，一旦出現大的變化或下降達到警戒值時，會進行繼代更替，保證它們的新鮮和可復制性。”

據介紹，不同類型的種質資源，含油量、淀粉含量、蛋白含量的差異，也會影響保存時間的長短。像棉花種子上萬年后，活力下降可能一成都不到。

種質資源類型不同保存方式不同

雪兔、紅太后、冰雪公主……位于中心庫三樓的離體庫（組織培養室），安徽省農業種質資源中心庫工作人員楊菊霞正在整理一罐罐透明的玻璃瓶，里面養著不同品種的草莓苗。

“草莓、土豆、甘薯等種質資源很容易帶病，在保存植株時很難進行消毒，加上保存時間短所占空間大，會采取莖尖這種離體的方式保存。”榮松柏解釋，通過適當的溫度、光照以及生長抑制劑的使用，可以延長保存時間。

“像草莓通常保存時間在6-12個月，調整得好的話，可以保存6年以上。即便如此，每隔一段時間，就要重新處理一次，只留下保存遺傳物質的莖尖。”楊菊霞介紹說。

全自動液氮罐儲存庫價值200萬元的液氮罐旁，安徽省農業種質資源中心庫博士傅金晨正在對魚蝦等樣品入庫。

罐里裝著液氮蒸汽，微生物、花粉等正常條件下難以保存的種質資源都會保存在這里。

“我們微生物保存條件已經達到了國內相當高的水平。在-196℃的氣溫下，細胞的活動或者新陳代謝基本上會停止，基因也就不會丟失。”榮松柏表示，低溫能夠抑制細胞的新陳代謝，降低活力，延長保存時間。

中心庫成為種業創新的“孵化器”

中心庫不僅是安徽種質資源的“保險柜”，更是種業創新的“孵化器”。

在種質資源入庫的同時，精準鑒定這項重要工作也在進行。

分子實驗室里，安徽省農業種質資源中心庫博士荊泉凱正在將一種特殊的酶加入容器，對南瓜種子的DNA進行擴增，以便進行功能性驗證，挖掘其耐鹽基因，為后續育種做服務。

“水稻的稻瘟病、小麥赤霉病等有著‘癌癥’之稱，可以導致水稻、小麥減產甚至絕產。從種質資源入手，篩選出抗瘟種質，鑒定出抗瘟點位，可以幫助解決育種難題。”荊泉凱表示，近年來，育種技術正在經歷從“家家留種”到“智能育種”的突破，采取現代生物技術對種質資源的基因進行鑒定，可以發掘優異基因。

鑒定后的成果，將通過安徽省農業種質資源中心庫智慧化種質資源管理共享平臺對外免費共享，為科研人員生物育種和突破性品種培育提供強有力的技術和材料支撐，助力“皖字號”種業企業做大做強。

在可以保存18萬份資源的安徽省自動化作物（林草）種子庫，榮松柏介紹，資源入庫、出庫實現了全部流程自動化管理，機械臂收到電腦數據指令后，僅需3分鐘就能從庫中找到目標資源并出庫。

在這里，每一份入庫資源都被編碼賦予唯一的“身份證”信息，實行長期戰略保存。一旦有育種和生產需要，可以隨時調用。

將有約50萬份種質資源“安家落戶”

從采集開始，種子的闖關之旅就開啟了。

種子在野外生長，會受到環境、氣候等影響，所表達的基因也會有所差異。

這樣一來，科研人員在采集樣本的時候，不僅要以群體為單位，還要注意足夠的樣本數量。

比如玉米是典型的異花授粉作物,天然異交率達95%以上，采集玉米樣本時，如果只采集一穗，很可能基因只交換了一部分，可能會丟失一些抗性品質；采集茶樹時，不僅需要剪足夠數量的枝條，還需要收集茶籽。

打豇子、飯豆、麻大怪、本地紅豆、潛山白飯豆、北圣魚眼豆、望江米豇豆……在中心庫，作物名稱一樣都是“豇豆”，種質名稱卻有很多種，來自全省多個鄉鎮。

榮松柏也是安徽省第三次全國農作物種質資源普查與收集行動的負責人。在此次行動中，他和團隊歷時近4年，出動人員總數超8000人次，行程40余萬公里，完成了78個普查縣和22個系統調查縣的普查和系統調查工作，初步摸清了全省農作物種質資源的分布演變情況，收集農作物種質資源5480份，篩選出一批優異種質資源。

那么中心庫正式運行后，如何進行種質資源的收集呢？

榮松柏告訴記者，前期國家和省里進行農作物種質資源普查時，除了一部分交給國家外，另外一部分種質資源整理好后就會陸續入庫。在此基礎上，從安徽省農業科學院開始，正在對如安徽農業大學等大專院校，荃銀高科、豐樂種業等企業，一個一個進行摸排，將全省的種質資源統一到中心庫來。

“中心庫邊建設邊運行，到目前為止已經入庫了近1.2萬份種質資源。”榮松柏表示，未來將有約50萬份種質資源在此“安家落戶”，能夠滿足安徽未來30到50年動植物種質資源標準化保存的需求。

安徽種質資源保護已初步成型

安徽為什么費力去建中心庫？

原來，種質的概念遠遠大于種子，它是可以正常遺傳的資源，可能是一粒小麥種子，一段茶樹枝條，一塊土豆根莖，一撮桃樹花粉，甚至是動物細胞和DNA片段，其核心價值在于保存和傳遞生物遺傳信息，對生物多樣性的保護意義重大。

“種質資源是農業最基礎的東西，好比電腦的CPU、煤油燈的燈芯，沒有CPU電腦運轉不起來，沒有燈芯燈也點不亮。”種質資源到底有多重要？榮松柏用了兩個形象的比喻。

“雜交水稻之父”袁隆平成功培育雜交水稻，起關鍵作用的，就是在海南發現的一株雄性不育野生水稻“野敗”。

如果沒有發現“野敗”，很難想象中國在雜交水稻上領先世界，并解決這么多溫飽問題。“種質資源是科技創新和品質選育的基礎，沒有它，很難實現創新或培育出高產、符合目標的品種，這就是保護種質資源的意義。”榮松柏表示。

然而，隨著工業化、城鎮化，氣候環境變化，以及農業生產方式的轉變和科技進步等因素影響，品種的更新換代速度不斷在加快，許多單產高、品質好、綜合性狀優良的新品種不斷涌現，一些老地方品種正在迅速消失。

我國分別于1956-1957年和1978-1983年，開展了兩次全國農作物種質資源普查與收集行動。在2014年啟動的第三次行動中，基本摸清了全國農業種質資源種類、數量、區域分布、特征特性等家底。

榮松柏發現，以水稻和小麥為例，相比上世紀五十年代，第三次普查數據顯示，安徽地方老品種消失了80%以上。

此外，以前種質資源保護意識不強，保護條件也有限，種質資源丟失比較嚴重。榮松柏查閱資料發現，上世紀五十年代收集了上萬份種質資源，因為搬遷、人員變動等原因，導致很大一部分都失去了活力，該次收集的種質資源基本無效。

“在農業品種的培育時，當科研人員需要選育一些抗蟲害或者高產優質的農作物時，會發現手里的種質資源數量越來越少，導致同質化比較嚴重。”榮松柏表示，這也是現在最困難、最棘手的問題。

因為種質資源的獨特價值，不少國家很早就開始建立種質資源保存系統。如英國“千年種子庫”、挪威“諾亞方舟”種子庫等。

2020年，《安徽省人民政府辦公廳關于加強農業種質資源保護與利用的實施意見》正式出臺，明確提出充分發揮農業種質資源在推動農業科技原始創新與現代種業發展中的物質基礎作用，保障我省糧食安全與重要農產品有效供給。

與此同時，中心庫籌備建設納入日程。

歷經數年，包括作物種子庫（短期庫、中期庫、長期庫）、微生物資源庫、地方畜禽水產品種資源庫、作物離體保存庫和DNA（植物、動物）庫在內的中心庫已全面運行。

安徽省農業科學院利用種質資源，在油菜、水稻等多個農作物實現了創新突破，育成的新品種均集高產、優質、抗(耐)病性于一體，已在全國多省市推廣并實現巨大經濟效益。

“我們是種質資源大省，尤其是皖南山區，資源稟賦優異，像霍山縣楊三寨神韭菜、旌德縣芮棗和潁上縣莊紅貢米都是全國十大優異資源。”和農業打交道20多年的榮松柏很欣喜地看到，以中心庫為核心，省級保種單位為補充，加上資源鑒定平臺和地方資源庫，安徽省種質資源保護體系已經初步成型。（余佼佼/文 張正朋/攝）