劉興斌,郭勝偉,王生源,張春妮
(陜西省榆林市林業(yè)科學(xué)研究所 陜西,榆林 719000)
在上世紀(jì)七十年代,植物種質(zhì)資源的收集保存已經(jīng)開始流行。至今,它已經(jīng)成為了各個(gè)國家乃至全球都在研究的課題。在國際上,多個(gè)國際聯(lián)合組織,例如:國際植物遺傳資源研究所、國際林聯(lián)、聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署、聯(lián)合國自然規(guī)劃署、聯(lián)合國教科文組織等。都在不同場合、利用不同方式倡議各國應(yīng)加強(qiáng)對(duì)種質(zhì)資源的保護(hù)。我國在2015 年11 月,對(duì)《中華人民共和國種子法》進(jìn)行修訂,方法頒布目的是能夠有效對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行保護(hù)和利用,能夠規(guī)范生產(chǎn)者和經(jīng)營者的種子生產(chǎn)、經(jīng)營、使用行為,并保護(hù)他們的合法權(quán)益不受侵犯,以此提高種子品質(zhì)、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。方法規(guī)定種質(zhì)資源的所有權(quán)屬于國家,任何單位、企業(yè)、個(gè)人都不能破壞種質(zhì)資源。這幾年,國家對(duì)種質(zhì)資源保護(hù)的種植程度提高了,并給予了相當(dāng)大的資源投入,在國務(wù)院的統(tǒng)一部署下,財(cái)政部、科技部、農(nóng)業(yè)部都設(shè)立了專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)來用于種質(zhì)資源保護(hù)工作,確保工作能夠長治有效地開展下去。
種質(zhì)資源圃是全世界公認(rèn)的多年生植物的主要保護(hù)方式,是植物種質(zhì)資源的重主要場所,全世界已經(jīng)建成了種質(zhì)資源圃五百余座,收藏著各種種質(zhì)資源。至今,我國也在各個(gè)地區(qū)建設(shè)了國家級(jí)種質(zhì)資源圃,涵蓋了糧果蔬林等。隨著我國的國家級(jí)種質(zhì)資源圃陸續(xù)建成使用,并取得了一定的成效時(shí),我國開始致力于探索更高質(zhì)量的種植資源圃的投入。例如,2018年,中國最大的百合種質(zhì)資源圃經(jīng)過三年的努力在興義市白碗窯鎮(zhèn)建成,其能夠通過人為的控制百合的開花,達(dá)到一年四季開放。
種質(zhì)資源,就是指選育新品種的基礎(chǔ)材料,包括各種植物的栽培種、野生種的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工創(chuàng)造的各種植物的遺傳材料,它的最基本要求是具有繁殖性。如果植物不能進(jìn)行正常的生命活動(dòng),那么它就失去了保護(hù)性,就不再是種質(zhì)資源。因此,建設(shè)植物種質(zhì)資源圃的目的就是保護(hù)植物種質(zhì)資源的生命。
保存植物種質(zhì)資源的目的主要是兩個(gè)方面。其一是保障植物安全,通過保持植物體內(nèi)存在的遺傳多樣性來提高植物的生態(tài)適應(yīng)能力,以此來減少在環(huán)境威脅下植物的滅絕可能的危險(xiǎn);其二是選育良種和促進(jìn)生物學(xué)研究,對(duì)種質(zhì)資源的保護(hù)和培育,有助于給予良種選育充足的物質(zhì)資源基礎(chǔ)和為生物學(xué)研究提供原始的研究材料。
植物在自然界長期的進(jìn)化過程中,都有屬于其自我生長的分布區(qū)和舒適區(qū)。植物種質(zhì)資源的保護(hù)類型主要分為原生保存和異地保存。原生保存是指在植物原有的生態(tài)環(huán)境未遭受到破壞的前提下進(jìn)行保存,如生態(tài)保護(hù)區(qū)。異地保存則是植物原有的生態(tài)環(huán)境已經(jīng)遭受到了破壞,需不得不的轉(zhuǎn)移到新的生態(tài)環(huán)境下去保存[1]。
2.1.1 原生保存 原生保存,即原生態(tài)保存。在對(duì)植物進(jìn)行保護(hù)工作時(shí),對(duì)植物現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境不加以外來干預(yù),使植物仍然保持著它原有的基因頻率和基因型頻率,和原來的生長沒有區(qū)別,這種保護(hù)是最理想的、也是最有效的方式。最常見的就是自然保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)林等。原生保存一般都是就地保存,如果植物生存的生態(tài)環(huán)境遭受到了破壞,那么原生保存的意義就蕩然無存。但是我們也要面對(duì)這樣一個(gè)現(xiàn)狀,那就是部分植物的分布廣且分布零星,如果根據(jù)前文所述的,在每個(gè)植物出現(xiàn)的每個(gè)地方都設(shè)立一個(gè)保護(hù)區(qū),這未免有點(diǎn)過于奢侈,也不太現(xiàn)實(shí)。因此,在必要時(shí)我們就需要開展進(jìn)行有性繁殖或無性繁殖,集中性的對(duì)植物進(jìn)行保存。原生保存的原則是在植物原有的生態(tài)環(huán)境,只要植物仍處于同樣的生態(tài)環(huán)境,便是原生保存。例如:福建茶樹種植資源圃,就是原生保存,福建土壤為紅土,酸性高;位于東南丘陵,地勢高,利于排水;地理緯度低,光照充實(shí),光合作用強(qiáng);亞熱帶季風(fēng)氣候,溫度高,以上都有利于茶葉的種植。
2.1.2 異地保存 異地保存是指將植物保存在與其原有的生態(tài)環(huán)境有差異的地方。因?yàn)楸4娴氐纳鷳B(tài)環(huán)境和原有的生態(tài)環(huán)境之間可能有一定的差距,這就會(huì)出現(xiàn)植物的優(yōu)勝劣汰,適應(yīng)力比較強(qiáng)的植物就會(huì)保存下來,不能接受新的生態(tài)環(huán)境的植物就會(huì)被淘汰。由于生態(tài)環(huán)境與只有大有不同,植物的基因頻率和基因型頻率自然也會(huì)有所變化。異地保存的植物一般會(huì)受到人為選擇和自然選擇的雙重影響,例如橡膠樹種質(zhì)資源。
植物種質(zhì)資源的保護(hù)的方法主要是活體植株保存、種子庫保存和離體庫保存,雖然以上三種保護(hù)方法都是通過的活體保存,但它們保存的場合有所不同,活體植株保存主要是露天保存,這種環(huán)境下,植物會(huì)受到自然因素的影響,例如,自然保護(hù)區(qū)等。但其他兩種保存方法多是室內(nèi)保存。前文提到,自然保護(hù)區(qū)基本都是原生保存,它是一種靜態(tài)的,它能夠很好的保持著它原有的基因頻率和基因型頻率。植物園將各個(gè)植物按照物種來進(jìn)行編號(hào)記錄檔案,它的目的是為了保持物種的多樣性,在物種層面上進(jìn)行保護(hù)。種質(zhì)資源圃的目的也是為了保護(hù),但是它是在基因?qū)用孢M(jìn)行保護(hù),它關(guān)注的是物種內(nèi)部的遺傳性,它是按照種質(zhì)收集品進(jìn)行編號(hào)記錄檔案[2]。
種質(zhì)資源圃是活體植株保存方式,它既有原生保存,又有異地保存。種質(zhì)資源圃的目的主要是為了研究植物內(nèi)部的變異和遺傳性,創(chuàng)新種質(zhì),促進(jìn)生產(chǎn)。
種質(zhì)資源圃的選址是極為重要的,前文中有提到原生保存是最理想的、也是最有效的方式,如果種質(zhì)資源圃能夠滿足這個(gè)條件,那么對(duì)植物種質(zhì)資源保護(hù)肯定是非常增益的。
種質(zhì)資源圃的建設(shè)主要看是國際性的還是國家級(jí)的,國際性的需要考慮的是建設(shè)在哪個(gè)國家;國家級(jí)的就需要考慮哪個(gè)省、哪個(gè)市、哪個(gè)區(qū)比較合適,主辦方市哪個(gè)單位比較方便。目前,已有國際組織主導(dǎo)的在多個(gè)國家聯(lián)合建設(shè)同一種質(zhì)的種質(zhì)資源圃。例如,國際橡膠組織聯(lián)合巴西、馬來西亞、象牙海岸等國共同開展橡膠保護(hù),建設(shè)橡膠種質(zhì)資源圃。我國的橡膠種質(zhì)資源圃則主要建設(shè)于海南和云南。
無論選址是國際性的還是國家級(jí)的,都必須選擇當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境、自然環(huán)境是有利于植物生長的,可以對(duì)于同一種植物建設(shè)多個(gè)苗圃。綜上,立地條件和產(chǎn)業(yè)發(fā)展是居于首位,其次是按照植物分布區(qū)和遺傳差異來決定建圃的重復(fù)數(shù)。
種質(zhì)資源圃內(nèi)的植物不只是用來觀賞,它的最終目的是用于研究,確保種質(zhì)資源的安全是最基本的工作,其次就是分管單位要提前協(xié)調(diào)好研究人員、實(shí)驗(yàn)設(shè)施、土地和種質(zhì)資源,做一個(gè)大致定位,對(duì)人財(cái)物進(jìn)行有效的規(guī)劃。特別是土地規(guī)劃,提前一定要分好大區(qū)、小區(qū),盡量不做浪費(fèi),對(duì)每個(gè)分區(qū)都進(jìn)行編號(hào)入檔,對(duì)要種植的植物進(jìn)行提前的規(guī)劃好土地。
對(duì)種質(zhì)資源圃的管理一定要用檔案管理方法,把種質(zhì)資源圃看成是大檔案室,對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行細(xì)致的分類、編號(hào),精確到哪一區(qū)、哪一小區(qū)、哪一列、哪一排、哪個(gè)范圍,整個(gè)種質(zhì)資源圃分區(qū)繪制區(qū)域圖,對(duì)每個(gè)植物的分布情況能夠迅速明確。開展數(shù)字化管理建設(shè),建立植物種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫,對(duì)每個(gè)種質(zhì)的詳細(xì)情況進(jìn)行完整記錄,在后期安排專業(yè)人士不斷更新,對(duì)植物進(jìn)行追蹤觀察,進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管理,特別是對(duì)于植物的存活狀態(tài)要及時(shí)記錄。
種質(zhì)資源保護(hù)工作的開展,一是為了能夠很好的保護(hù)種質(zhì)資源,二是為了利用種質(zhì)資源來開展研究工作。建設(shè)種質(zhì)資源圃,主要是為了對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行研究和管理,創(chuàng)新種質(zhì),促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國家還應(yīng)對(duì)種質(zhì)資源圃制定統(tǒng)一規(guī)范的行為準(zhǔn)則,并提供各資源圃相互交流的機(jī)會(huì)。種質(zhì)資源圃的依托單位也應(yīng)對(duì)圃內(nèi)的規(guī)劃布局進(jìn)行合理充分的設(shè)計(jì),以此來推動(dòng)國家種質(zhì)研究的發(fā)展。