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国家植物种质资源库启动建设

花匠小妙招
2024-08-28 20:17

　　2024年4月18日是国家植物园揭牌运营两周年，一座高水平的现代化植物园正在首都北京拔节生长。

　　善谋者行远，实干者乃成。两年间，国家植物园始终聚焦生物多样性保护这一主题，不断强化迁地保护核心功能，重点打造科技创新载体，全心聚力、高位推动、善谋善为、善作善成，围绕规划建设、提升功能、服务群众三项具体任务开展工作，扎实推进，国家植物园建设卓有成效，设立国家植物园的价值和意义日益凸显。

　　打造国家植物种质资源“诺亚方舟”

　　近日，按照国家林草局和北京市人民政府的工作部署，“国家植物种质资源库”项目已经获得北京市发改委正式批准立项，年内开工建设。这将是国家植物园揭牌后首个落地的重大项目。

　　国家植物种质资源库位于国家植物园（北园）西侧，总占地面积6万平方米，总建筑面积1.1万平方米。遵循“广泛收集、科学保存、深入研究、永续利用”的方针，规划收集来自世界范围内的植物种质资源7万种，实现中国珍稀濒危植物全覆盖。保藏植物资源类型包括植物种子、试管苗、DNA、植物活植株、花粉和孢子、植物组织、器官、植物微生物等。建设自动化库、手动库、超低温保存库，种质数据信息管理区、珍稀濒危植物示范区、科学研究区、游客展览展陈区等区域，集收集储藏、研究利用、科普展示、国际交流等功能于一体。

　　● 国家植物种质资源库建设功在当代、利在千秋

　　国家植物园管委会主任、正高级工程师贺然介绍：“一个物种可以影响国家经济，一粒种子可以造福万千苍生，一个基因可以拯救一个民族。植物资源事关国家生态安全，事关整个人类未来。开展植物种质资源收集、保存、研究与利用，构建植物种质资源保存体系，是保障国家生态文明建设的重要策略，是筑牢中国式现代化生态根基的重要工作内容。在应对生物多样性保护的背景下，植物种质资源库是物种多样性和遗传多样性的构成主体，是生命延续和繁衍的保证，是解决粮食、能源、环境危机和有效应对全球气候变化对生态系统不利影响的重要资源，为国家、人类储存下绵延后世的宝藏，将优良的植物基因保存下来、传承下去，功在当代、利在千秋。

　　国家植物种质资源库建设符合关于国家植物园立足首都、面向世界，广泛收集全球不同地理分区的代表性植物的要求；符合建设具有中国特色、世界一流、万物和谐的国家植物园精神。国家植物种质资源库将成为国家植物园体系建设标志性功能设施，将为国家植物园在整个国家植物园体系的示范引领中发挥关键作用。

　　在北京建设国家植物种质资源库，符合北京“四个中心”功能定位，代表国家与全球各大种质资源库开展广泛的合作与交流。包括共享资源与经验、共同研究和项目合作。通过国际合作，积极推动国际植物资源合作与交流，引领世界种质资源行业发展，促进全球生物多样性保护，共同关注并保护地球的自然遗产。参与国际保护项目和政策制定，传递国家植物保护和可持续利用的理念，助力北京国际交往中心功能建设。

　　具备良好的条件与优势，国家植物园于2021年12月28日经国务院批准设立，坚持以植物迁地保护为重点，兼具科学研究、科普教育、园林园艺、文化休闲等功能，体现国家代表性和社会公益性，目前已收集植物1.8万余种(含种及以下单元)，珍稀濒危植物近千种，国内领先。国家植物园在生态文明建设领域构建了完备的专业体系，在研究基础、技术储备、人才团队、保存设施、科研平台等方面拥有承接建设国家植物园植物类群收集保存及可持续利用基础设施工程建设的雄厚条件，依托国家植物园建设国家植物种质资源库，与保藏人文资源的中国国家版本馆中央总馆，将成为首都东、西布局“一馆一库”的新地标，能够更好发挥国家植物种质资源库作为全国性设施保存库收集、保存、鉴定、评价、研究、选育和实施重点种质资源的开发、展示、推广、利用等功能。

　　● 高标准规划建设国家植物种质资源库

　　国家植物种质资源库建筑由清华大学庄惟敏院士领衔设计，以“天圆地方”为规划理念，方形屋面自然错落，呼应现有圆形万生苑大温室和国家植物园场地气韵，多个散落的建筑分而不离，围合成蕴含东方精神的现代园林，中正山水格局体现大气而柔和的国家形象，建筑集约高效，隐于山林亦融于自然。整体建筑加强节能环保材料使用，充分利用天然采光、自然通风、外围护结构（幕墙）进行保温隔热，降低室内能耗。采用节电设施，落实绿色低碳理念。

　　国家植物园（北园）高级工程师、种子学博士李爱花介绍：“种质资源库建有种质资源收集处理区：包括种子清理、种子计数、X光质量检测、保存入库、萌发试验、标本鉴定等。收集到的种子经过处理后将来到种子保藏区，对种子进行干燥后，通过零下20摄氏度低温保存，种子保存期限能达到上百年。一些特殊的植物材料会被送到超低温前处理区进行预处理，经过预培养、脱水、降温冷冻、液氮保存、活力检测、恢复培养等处理方式后，种质资源将被储存在零下196摄氏度液氮中，实现超低温长期保存。对不适合通过种子库保存的植物资源，将在试管苗处理区开展组织培养，植物材料将经历取样、表面消毒、接种、诱导分化、生根壮苗、试管苗保存、驯化移栽、继代更新等操作步骤。试管苗将被保存在低于其正常生长温度的库体中，以减缓其生长速度，延长继代时间。试管苗保存采用无性繁殖，能够将无法遗传的植物性状保留下来，因而是优良品种安全储藏的重要方式之一。遗传物质保存库以DNA为保存载体，包括DNA保存库和组织材料库。在遗传物质处理区，对植物材料进行取样、破碎、提取、纯化、质量检测、入库等操作，将植物DNA长期保存在零下80摄氏度超低温冰箱中，用于重要功能研究。除了对种质资源进行保存外，还将在科学研究区，开展植物分类学、种子生物学、恢复生态学等方面的科学研究，为种质资源库运行提供技术支撑，并对保存植物资源进行开发应用。同时，在数据中心对全世界植物资源数据进行收集汇总，服务国家战略植物资源保护与应用。”

　　目前国家植物园已经开展三北地区植物种质收集工作，对包括紫椴、黄檗等国家重点保护野生植物在内的500余种植物进行种质收集。收集到的种质资源已经在预备库中进行规范化管理，计划2026年运营时，第一批种子入库保存。

　　● 国家植物种质资源库2026年向公众开放

　　国家植物种质资源库设有展览展示区，将常年对游客免费开放，包括室内展厅和室外展示区。室内展厅利用先进的智慧化展示手段，为公众科普“植物与人类生存的关系”“全球生物多样性的现状与危机”和“对世界物种保护展望”等内容。通过实物与模型展示种子结构、种子的传播及种子的主要功能，游客还可以参与科普互动，了解更多种质资源的知识。室外展示区利用植物、园林小品、科普牌示、雕塑作品，展示中国悠久的植物科学文明和灿烂的生物多样性文化，营造优美的景观环境，成为游客休憩、提升知识的文化休闲场所。将来除展览展示区外，种质资源库其他区域也将对有需求的公众进行预约开放，让大家直观地感受现代化科技下，种质资源的存储管理和科学研究。

　　国家植物种质资源库位于万生苑展览温室西北侧，今年还将对万生苑温室南侧的一代温室进行升级改造，预计明年对游客开放。新改造的温室将展示食虫植物、蕨类植物、秋海棠等市民喜闻乐见的植物，模拟植物原生境进行布展，通过巧妙的布局和设计，将植物最真实、最自然的一面呈现给游客。未来还要对现有盆景园进行修缮，收集展示我国五大流派的盆景精品及盆景文化。在万生苑温室西南侧规划建设五洲温室群，收集展示不同气候类型下的五大洲特色植物。整个区域将形成一个近20公顷的核心游览区，为市民游客提供丰富多彩游览体验，满足人民群众的多元需求。

　　国家植物园已成为我国生物多样性保护的重要基地

　　● 新技术让珍稀濒危植物回归自然

　　国家植物园科研人员将培育的近百株国家二级重点野生保护植物杓唇石斛回归到云南野外，让这种濒临灭绝的珍稀植物重新绽放在大自然中。国家植物园高级工程师、青年兰花专家王苗苗介绍：“杓唇石斛仅在我国云南有分布，2021年国家植物园兰花团队联合云南省林业和草原科学院研究团队赴云南景洪、普洱、临沧、德宏等地开展野外调查，目前仅发现野外分布1处。为了搞清楚杓唇石斛濒危的原因，我们通过野外资源调查，详细了解了杓唇石斛的生物学特性，分析结论显示气候变化、人为破坏、生境丧失、自交不亲和等是杓唇石斛致危的主要原因。为此我们从有性和无性繁殖两方面入手开展科学研究，进行人工繁育，成功建立杓唇石斛人工繁殖技术体系，繁育出杓唇石斛的幼苗，陆续开展杓唇石斛野外回归工作。”

　　杓唇石斛的野外回归是国家植物园开展植物迁地保护工作的一个缩影。目前国家植物园共收集保护珍稀濒危植物近千种，已经成为保护珍稀濒危植物的基地。

　　培育高质量发展的“金种子”，离不开“科研平台”的深厚沃土。2023年，国家植物园获批植物迁地保护国家林业和草原局重点实验室，设立植物多样性调查与安全评价、保护生物学研究、植物迁地保护技术研发、植物资源评价与种质创新、功能植物资源发掘利用等5个创新团队。除了兰科植物外，还开展重点保护野生植物的繁殖技术研究，突破技术壁垒，成功建立了软枣猕猴桃、新疆野苹果、五小叶槭、百花山葡萄等20余种国家重点保护野生植物的评估、保存、繁育和利用技术体系。实现了中华桫椤、对开蕨、荷叶铁线蕨等的迁地保护。

　　同时，世界珍稀濒危植物保护与研究也取得了突破性进展，巨魔芋就是其中的代表。国家植物园（北园）工程师牛夏介绍：“巨魔芋开花非常困难，到目前全世界人工栽培有记录的开花次数仅为100余次。巨魔芋因其世界最大的花序和开花时散发的臭味而闻名，每次开花都成为植物界一件盛事，也代表着一个植物园的迁地栽培水平。2011年在原北京植物园实现国内的首次开花。但巨魔芋不能自花授粉，一直无法实现繁殖。直到2022年，国家植物园实现了巨魔芋在人工栽培条件下的群体开花、结实。”这一次巨魔芋开花的盛况引起了巨大反响，4次登上网络热搜，浏览量近4亿人次，在国际尤其是在原产地马来西亚形成轰动效应。媒体评价：“巨魔芋开花让人们看到了国家植物园设立的价值”。2023年，种子顺利萌发并长出叶片，国家植物园（北园）副园长、正高级工程师魏钰表示，巨魔芋种子的萌发，使得我国在该物种的培育、研究领域迈出了一大步，真正实现了巨魔芋全生命周期的培养，为我国今后在魔芋属植物的研究、新品种培育等方面奠定了基础。

　　● 新课题助力保护国家生态系统安全

　　防治外来物种侵害是党的二十大做出的重大决策部署,关乎国家生物安全。作为国家植物园，加强对外来入侵植物防治技术的研究成为了新的课题。2022年，国家植物园正式发布了《中国外来植物名录》，系统全面地记载中国外来植物283科3233属14710个类群，明确定义区分了外来栽培植物、外来逸生植物、外来归化植物以及外来入侵植物，为我国外来入侵植物的防治工作打下了理论基础。同时，国家植物园建成了外来入侵植物风险数据库，成立博士攻坚团队，开展专项课题研究，通过实地调查、样本采集、标本制作等工作，进行数据汇总，目前已发现皱果苋、垂序商陆、粗毛牛膝菊、圆叶牵牛等十余种外来入侵植物，并制定防治技术措施，这些数据已被全国林草生物多样性监测数据系统采用。国家植物园还承担着外来入侵物种技术指导、督导评估工作，先后前往安徽、江苏、浙江、福建、黑龙江、内蒙古、山西等十余个省、市、自治区开展普查、调研和技术指导、督导评估工作。为全国外来入侵植物的物种信息调查、预警监测、防治机制和防治技术措施做出了贡献，为国家生物安全保驾护航。

　　● 新品种服务首都花园城市建设

　　4月的北京春花烂漫，在国家植物园内，桃花、梅花、海棠、郁金香、牡丹等1000余个品种的春花植物陆续开放，人们悠然自得地徜徉在花海之间，感受春日的美好。为了让广大人民群众在春天能看到更多的花、秋天看到更多的彩叶、冬天看到更多的绿色，国家植物园持续开展增彩延绿研究，在绿化基础上加强彩化，充分发挥自身北京市花卉园艺工程技术研究中心的作用，强化新优植物品种的引种、培育和推广。两年来培育了桃花、海棠、月季、玉簪、兰花、菊花等约30余个新优植物品种通过科技攻关，目前已掌握了四季常蓝树种蓝云杉的多种繁育技术，实现大规模育种。同时加强云杉属植物的引种和新品种研发，目前已成功引种来自世界各地的云杉24种，占全球一半以上，在云杉的新品种工作上也取得了突破性进展，完成了3个新品种的选育。春花、云杉等新优植物品种，不仅在国家植物园里可以看到，还被推广至十三陵、颐和园、动物园、将府公园等地，为首都北京这座花园城市，增添了靓丽的色彩。

　　● 新形式讲好中国植物故事

　　持续开展科普教育，倾情打造《万物共生大讲堂》，邀请全国优秀专家开讲，讲述中国历史悠久的植物科学文明和灿烂的生物多样性文化，已成功举办2季30余期，期期爆满，一席难求，受到市民游客的广泛好评。主编出版中国园林园艺百科全书《中国——二十一世纪的园林之母》1—5卷，讲述中国植物影响世界的故事。在国际生物多样性日、全国科普日等期间开展多项大型科普活动。

　　揭牌两年来，国家植物园共接待游客近千万人次，举办了桃花节、兰花展等20余个花展，开展多项科普展览、文化活动，增设了智慧导览系统，得到广大市民游客的一致好评。

　　贺然说：“国家植物园是一座光荣之园、一座奋斗之园、一座梦想之园，建成具有世界影响力的国际一流植物园是我们矢志不渝的目标，我们会勇担伟大时代赋予的光荣使命，承担生物多样性保护的重任，生动阐释中国植物故事的内涵和特征，更好地向世界展示中国生态文明建设成果。”

　　春潮澎湃涌动，万物生机蓬勃。在这个奋进的春天里，国家植物园将继续积极厚植蓬勃发展的沃土，不断向中国特色、世界一流、万物和谐的目标奋勇攀登，为美丽中国建设贡献国家植物园力量。