OB电竞原创 杨湘云 我是科学家iScientist 收录于合集 #我是科学家 · 演讲合集 171个
2022年11月20日，“科普中国-我是科学家”第40期“种子的故事”现场，中国科学院昆明植物研究所正高级工程师、中国西南野生生物种质资源库项目建设时期总工艺师杨湘云带来演讲《建一艘包罗万象的种子方舟》。
大家好，我是中国科学院昆明植物研究所的杨湘云。OB电竞今天与大家分享种子与种子库的故事。中学时我最喜欢的学科是数学，后来机缘巧合，上大学大学了植物学。到了攻读博士学位时，开始从事种子生物学的研究。
我做种子研究的第一个实验对象是一种仙人掌科的植物，叫秘鲁天轮柱。它的种子很小，像黑芝麻一样，看起来平平无奇，也没什么生机。但当我把它播种，看到它发芽时，感受到了生命的力量带给我的震撼和感动。
后来我才知道，秘鲁天轮柱在南美洲是非常重要的一种植物，既可以用于观赏，它的果实，秘鲁苹果，也可以食用。这种生命带给我的震撼，激发了我对种子的兴趣。
种子是植物的小baby，延续着物种的梦想。种子的世界是多姿多彩的。从形态上说，种子千姿百态，大小、形状、结构、颜色等等。种子传播的方式也是各显神通，采用不同的方式扩散分布地，实现物种延续的梦想。像蒲公英的种子，自己有伞状的翅膀，可以随风飘扬，椰子的种子可以随着水流走，还有一些种子，借助动物来实现扩散，还有一些种子自身可以炸裂、自食其力地分散。
种子的“生活”节奏也是多种多样的。就萌发时间而言，不同的种子也有不同的节奏。有些物种的种子的萌发时间非常快，像沙漠植物梭梭树的种子。只要给它水分，两三个小时以后它就可以萌发了。而另外一些物种，像喜马拉雅的嵩草，需要五年的时间才可以发芽。
种子的寿命也是千变万化的。1952年，我国科学家在辽宁省普兰店的一处洼地进行挖掘，在1-2米深的泥炭层中发现了一批古莲的种子。经中国科学院考古研究所的专家测定，这些古莲子的寿命约在930-1250岁之间。这批莲子后来被拿到北京植物园种植，竟依然能够发芽、开花、结果。
莲子有1000多年的寿命已经很长了，但在种子寿命上仍称不上是冠军。据加拿大人1967年的报道，在北美育肯河中心地区的旅鼠洞中曾找到20多粒北极羽扇豆（“鲁冰花”）种子，这批深埋冻土层中的种子经测定已有1万多年的历史。但有趣的是，经播种后，其中6粒居然还能发芽成长。
种子的寿命可以很短，也可以很长，这取决于几个因素。第一取决于它的遗传本性，与品种特点有关。一般来说，那些种皮坚硬、不透水、OB电竞不透气的种子寿命往往比较长。第二，取决于贮藏的条件。像冻土层、泥炭层就是比较理想的贮存之处。还有许多因素都可能影响种子的寿命。以含水量为例，一般来说，种子含水量越低，寿命就越长。OB电竞有科学家通过实验发现，种子含水量在4%到14%之间，每减少1%的水分，寿命就可以延长一倍。温度对种子寿命也有影响。据试验，在0摄氏度到50摄氏度之间，贮藏的温度越低，种子寿命就越长。科学家也发现，89%以上的物种的种子，都可以通过干燥后低温保藏的形式来保存。
因此，我们可以有意识地通过调整种子的贮藏条件来延长它们的寿命。这也是我有幸参与的国家重大科学工程，中国西南野生生物种质资源库的建设背后重要的考量之一。将种子进行干燥和冷冻的保存，那它们的寿命可以显著延长。像棉花的种子，我们推测，在合适的条件下，其寿命可达17000多年，而大豆，虽然寿命最短，也可以保藏214年。将种子保藏如此之长的时间，它们还活着、还可以发芽，这就是种子库的原理。
首先，将种子保存在种子库中，可以降低就地保存中的一些潜在风险，比如自然灾害还有人类活动可能带来的影响。另外，在种子库中，种子被保存在小瓶子中，一个瓶子可以容纳的种子数量很大。可以说是，在最小的空间中，保存最大的植物多样性。所以，无论是从保存的物种的数量，还是从种子个体的数量，亦或是从遗传的多样性程度来说，种子库都有非常大的优越性。此外，我们也需要利用种子库中保藏的种子完成很多任务，比如进行科学研究、生态恢复、种群恢复、引种栽培等。
理想的种子库需要在尽可能久的时间内，保存我们希望能够延长寿命的种子的。因此，在设计种子库开始，坚固、厚实、不会轻易被自然和人为行为损坏，便是重要的考量因素。
我们称中国西南野生生物种质资源库为生物种质资源库，因为它是一个综合的保藏体系，那里除了保存种子之外，还保存植物DNA、植物离体、动物种质和微生物。它已经成为亚洲第一、世界第二的野生生物种质资源库。
目前，我们在全国范围内收集集保存种子总量达10,917种，87,863份。中国的种子植物的物种数是三万多份。我们计算过，截止到2021年12月，中国西南野生生物种质资源库保存的植物物种数量，已经占到了中国种子植物总数的35%。
有了种子库，不仅可以保藏种子，还可以进行种质创新的研究。三七是全国第一大中药品种。2020年，云南三七产值达380亿，栽培面积40万亩。三七产业的主要问题是病害频发，连作障碍，没有新品种。三七的种子携带病原微生物，导致种子苗普遍带病。我们通过大田筛选抗性单株，建立胚性细胞系及其超低温保存体系，使得珍贵的三七抗性种质可以长期保存并快速形成品种。通过胚性细胞系可以生产无病苗，在三七400年人工栽培历史上第一次阻断了病原的代际积累。有望通过无病苗的推广，建立全新的三七无病种子种苗体系，减少三七的连作障碍，服务产业。我们还获得了多倍体三七新种质，建立了三七遗传转化体系。
我认为，修建种质资源库就像是我们给中国种质资源购买的‘保险’。种质库也像一个银行，不仅保存了一份可能，还可以为我们带来更多的帮助，像利息一样，可以为自然和人类带来更多的收益。另外，它也像一艘诺亚方舟，当有物种在野外消失时，我们随时可以从种子库里取出来，让这个物种重新生长在地球上。
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