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运用科技解决重要野生植物种子收集、保存难题—— 让种质资源保护更高效

所属分类:时事聚焦    发布时间: 2022-01-07    作者:宁夏棕榈床垫
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绿叶充满光泽。在国家重要野生植物种质资源库中,研究团队通过胚性细胞诱导技术解决了木兰科等国际公认的顽固种子保存难题,也使许多珍稀濒危野生植物具备了培育成园林植物的潜力。

-196℃液氮超低温保存,极低含水量种子干藏,植物根、茎、芽组织细胞系的离体诱导培养...2017年成立的国家重要野生植物种质资源库,现已成为我国重要的国家生物种质和实验材料资源收集、保存、共享和利用中心。借助科学技术,我国野生植物种质资源的保护和利用更加安全高效。

每个物种种子入库时,应至少收集2500颗健康饱满的种子。

“沙漠里的一切都长得很好。为什么不长期带回种质库?”采集胡杨种子37粒,但只有一粒发芽,引起了种质资源库种子管理员何华杰的注意。

根据x光机和种子活性测试,何华杰发现从沙漠中采集的胡杨种子已经失活。“研究发现,为了适应短暂的沙漠雨季,胡杨种子发芽快,灭活快,在室温下只能存活30天左右。”何华杰说。

2019年,采种人又去了新疆。在收集胡杨种子时,他们只采摘刚刚成熟,还没有开裂蔓延的豆荚。为了提高种子处理效率,快速将种子从冠毛中分离出来,种子管理人员使用了原适用于胡杨、柳种子处理的真空吸尘器,解决了胡杨种子清洗效率低、耗时长的问题,使胡杨种子能够快速入库,在失去活力前成功保存。

“野生植物种类繁多,人类利用历史较短,对其特点把握不充分。有些种子的收集和处理过程相当特殊。”种质资源库保存中心主任蔡杰说,保存野生植物种质资源不容易,但意义重大。

每个物种的种子入库时,至少应收集2500颗健康饱满的种子。“2500粒胶囊是根据收集实践进行‘计算’和‘检查’的。”根据蔡杰的说法,恢复植物种群至少需要50个成年个体。根据种子10%左右的.低成苗率和每5 ~ 10年一次的发芽试验损失,按照200年的保存期计算,应保存健康饱满的种子约2400粒。

“整个种子采集网络有100多个科研院所、保护区和高校参与。为了方便一线工作人员掌握,我们把储存的种子数量定为2500粒。”蔡杰说。

“这是经过长期实践和数据支持计算出来的.优量。”蔡杰解释说,种子保存得越多,将来个体物种的恢复和利用就越好。然而,有些植物在野外个体很少,过度采集可能会影响植物在野外的生存。此外,种质库空间有限,单个物种种子过多会占用其他植物的空间。

“云南省林业和草原科学研究院在兰科植物种质调查和活体保存方面有着长期的积累和优势,种质库在种子干燥和低温保存发芽过程中可以发挥更大的作用。”蔡杰表示,2017年,以中国科学院昆明植物研究所中国西南野生动物种质资源数据库为主体建设的“国家重要野生植物种质资源共享服务平台”被列为全国首批国家科技资源共享服务平台之一。

探索种子保存的新方法,克服一些世界性难题。

木兰科植物种子的保存是种质保存领域公认的世界性难题。

大多数种子经过清洗和干燥后,可以在零下20℃的冷库中保存。然而,许多种子是“脆弱的”,当它们失去水分时会失活。它们被称为顽固种子。传统上,要保存这类种质资源,研究人员往往要先“剥栗子”,从种子中挑出胚,然后放入零下196摄氏度的液氮中进行超低温保存。

起初,木兰科的种子在业界被认为是顽固的种子。通过一系列实验,种质资源库的研究人员证实,木兰科植物栓皮栎的种子可以干燥到含水量为5%,干燥后的种子在零下20℃保存6个月后,活力没有明显下降。

“中国植物多样性丰富,还有很多物种我们没有进行深入研究,仅凭经验或国外数据很容易误判。”中国科学院昆明植物研究所胡博士说:“木兰科植物在中国种类丰富,很多种类是珍稀濒危植物。我们努力做更多的研究,以确定如何通过种子来保护这些珍贵的物种。”

有些种子很难用常规低温干燥保存,有些植物很难收集种子。如何解决这些植物的种质资源保存问题?选择根、茎、试管苗等微繁殖或培养物离体保存野生植物,提取DNA后低温保存植物DNA...“种质保存技术的突破来自于不断的试错和积累,也来自于新技术的研发。”中国科学院昆明植物研究所梁麟博士致力于植物胚性细胞诱导系统的构建。

与传统的组织培养相比,胚胎发生细胞诱导技术所需的材料不一定是成熟的种子,而是分化旺盛的部分植物细胞或组织,以及茎尖和顶芽。“一般一粒种子、一个胚胎、一株幼苗,但我们诱导的胚胎细胞系可以在体外培养出多个胚胎,从而快速繁殖出更多的植株。”梁麟说,“通过诱导技术培育的幼苗生长速度明显快于种子,而且幼苗不含病原体,因此未来在农学、园艺等方面具有巨大潜力。”

“未来有必要进一步评估利用诱导技术培育的幼苗的遗传背景、遗传多样性等信息,便于后续的研究和利用。”据蔡杰介绍,到2020年底,国家野生种质资源库将有1.3万种,12万余份。

合理利用和发展产业,更好地保护野生植物种质资源

中国科学院昆明植物研究所丽江高山植物园园长徐坤说:“我为这里丰富的生物资源感到遗憾,但我从一开始就一直守护着高山植物。”在云南省科技厅的支持下,丽江高山植物园“滇西北重要野生植物种质资源开发利用”项目正有序推进,正在发掘黄花蒿、报春花等一大批植物的应用潜力。

经过20多年的积累,中国科学院昆明植物研究所海棠研究团队已收集到海棠属植物170种。昆明植物研究所研究员李爱荣表示,优先保护和合理利用可以促进野生种质资源的保护。观赏价值高的植物,挖掘压力大,利用潜力也大。迁地栽培和保护是保护秋海棠野生种质资源的重要途径。只有加强科学研究和开发,才能很好地挖掘植物的利用潜力。

"可持续利用有利于保护珍稀濒危植物."经过20多年的努力,长期致力于兰花研究与保护的昆明植物研究所研究员张世宝及其研究团队突破兜兰产业化栽培关键技术,开发出兜兰新品种高效育种技术,培育出兜兰新品种21个。

张世宝团队不断探索花芽发育过程和花诱导因素,研发出兜兰开花控制技术,使兜兰在重要节日批量开花成为可能,为未来订单式生产奠定了基础。如今,兜兰新品种、新技术成果已在企业示范推广,种植规模超过200万株。

“野生植物所蕴含的种质资源,为培育新品种、改良老品种提供了不可或缺的材料。合理利用技术可以促进相关产业的发展,减少野生种质资源的无序挖掘,从而更好地保护植物的野生种质资源。”张世宝说。

(——文章来源于人民网,如有侵权请联系宁夏棕榈床垫的小编删除)

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