如何把种子存进植物“诺亚方舟”，国家植物园提前“预演”

日前，我国容量最大的植物种质资源库——国家植物种质资源库项目主体结构全面封顶。这一被称为植物“诺亚方舟”的项目计划2026年年底运营，届时第一批种子将入库保存。

已经采集到的种子存放在哪里？在国家植物园（北园）西侧，有两排灰色平房，贴着包装间、种子清理室、干燥间、冷库等门签。在这里，从全国收集到的种质资源经过签收登记、清理筛选、X光检测、数量估算、干燥包装等流程后，将被放置在零下20℃的冷库中密封保存。

近日，新京报记者探访了这座被称为“生命冷藏室”的国家植物种质资源库预备库。运营一年来，这里不仅已经保存种质资源近万份，也为建立种质库标准制度、磨合运营机制、锻炼科研团队打下基础。

国家植物种质资源库预备库，装着种子的冷库里显示温度为零下21℃。新京报记者 薛珺 摄

每份种子至少采集2500粒

国家植物种质资源库位于国家植物园（北园），建成后将收集来自世界范围内的植物种质资源7万种以上约200万份，实现中国珍稀濒危植物全覆盖。

为确保种质资源库明年底建成后尽快投入运营，国家植物园（北园）整合全园科研力量成立运营专班，开展种质资源收集和保藏两项核心工作。此前，国家植物园（北园）高级工程师孟昕专注研究丁香属植物，如今成为了收集组的负责人。

“虽然预备库只有简单的两排房子，但是‘麻雀虽小、五脏俱全’，这里涵盖了种子从收集、处理到储存的全流程。种子收集回来后，首先来到这间屋子。”她推开预备库的登记室，地上堆放着几个大纸箱，桌上有一摞厚厚的标本，被用报纸或者纸壳一一分隔、压住。

国家植物园（北园）正高级工程师孟昕在干燥间检查种子。新京报记者 薛珺 摄

纸箱里，各式各样的种子被分装在不同的袋子中，每袋里的种子数量都大于2500粒。带着丝状柔毛的芦苇种子，像一团羽绒服的毛领子；白杜种子是红色的，大小和花椒粒差不多；有着坚硬褐色外壳的核桃也是种子，同样需要采集至少2500个，并背下山。

孟昕说，千奇百怪的种子需要繁殖和传播，有的种子利用风来传播，比如蒲公英的种子会形成绒毛状的结构，像一把会飞的小伞；有的种子需要随水漂流传播，整体会比较轻；有的则利用人和动物传播，比如苍耳种子上的刺很容易附着在动物的皮毛和人的衣服上；还有的种子会炸裂，通过弹射传播。这些种子都需要采集。

野外采集需要集齐5样东西：一份大于2500粒的种子，满足未来储存和后期做萌发试验的需求；3份植物标本，方便后期分类学专家进行准确的物种鉴定；4-5张当时的生境和带有植物特征的照片；一份用于遗传物质提取并保存的植物DNA材料，通常是3-5片鲜嫩的叶片，可以用于物种分子鉴定或功能研究；一份采集记录表。这些物品通常会被快递回北京，如果是珍贵的植物，则由采集人员“人肉”背回北京。

3类物种的种子需要优先采集，即珍稀濒危、区域特有、有重要应用价值的物种。其中，采集国家重点保护野生植物的种子需要向相关部门申请采集许可。

在深山老林采种子，需要打轨迹找到返程路

收集组的7位组员来自国家植物园的各个岗位，这两年，他们的足迹遍布东北、华北、西北等“三北”地区。采集种子是一个非常快乐、解压的工作，可以从植物上摘取，也可以在地上捡拾，但过程中也伴随着艰险。

孟昕说，2000多米、人迹罕至的高山上没有路，走起来格外困难，更何况是背着高枝剪等工具和采集到的种子、标本。“往往眼前是一片云杉林，大家要想办法钻过去。在没有信号的山林中，我们需要在软件上打开轨迹走，再按轨迹走回来，不然根本找不到回来的路。”

丁香叶忍冬生长在门头沟荒无人烟的悬崖峭壁上，科研人员需要冒风险攀爬坡度为45度的陡峭石壁去采集种子。每次跑野外，也未必能收获有效的种子。受到气候变化影响，采集种子的时间变得难以确定。有一次，他们在延庆看到，紫椴结实率挺高，种子也颗颗饱满，但拿回来用X光机检查，却发现其空瘪率非常高。

白天采集到种子，晚上在宾馆也不能闲着。对于部分种子，科研人员需要在采集当晚进行预处理，清理上面粘着的枯枝落叶，并将浆果果肉剥落，取出种子并风干。在炎热的夏季，被压扁的植物标本也需要及时用烘干机进行处理。回忆今年在长白山采集种子的经历，孟昕说，他们每天早上七点多出发，傍晚四五点才能回到宾馆吃口饭，处理种子经常工作到夜里十二点。“连续一周下来，人是很疲劳的。”

采集种质资源，单靠国家植物园的力量是不够的。近两年，他们还会委托地方植物园等兄弟单位、国内科研院校支持采集。目前，预备库已收集新疆、吉林、河北等地种质资源近10000份，涉及163个科、736个属、1783个种/变种，其中包括珍稀濒危物种大花杓兰、山西杓兰、红景天、紫椴等50余种。

“种子处理卡”上详细记载着到来和清理情况，并贴有二维码标签纸。新京报记者 薛珺 摄

这些种子到达预备库第一站“登记室”后，会获得一个新且唯一的身份ID号，这个库编号以NBG开头，它被打印在一张二维码标签纸上，标签上还包含采集号、种名、科名等信息。

把种子放入零下20℃冷库前，需5个步骤

按照国际规范，种质资源从野外采集到入库保存，都需历经签收登记、清理筛选、质量检测、数量估算、干燥包装等标准化流程。

签收登记后，种子会被送往清理室，这里放置着不同孔径的筛网。工作人员需要尝试找到合适网眼的筛子，将种子与杂质分离开来。旁边还有一台种子净度风选仪，将种子放进仪器中，灰尘、碎叶等质量轻的物质会被风吹出管道，较重的种子也会留下来。

一位工作人员正在用筛网筛选种子。新京报记者 薛珺 摄

在操作台前，簸箕中装满了种子，清理人员用手将干瘪的种子一一挑出，留下粒粒饱满的种子。种子清理机将空气向上吸，使种子中的灰尘、碎屑吸附在滤网上，从而保护工作人员的呼吸系统。

被精心筛选清理过的干净种子，会取出部分计数，再估算出千粒重和种子数量。兰花的种子轻如尘埃，如何计数？在计数室中，超微量天平以克为单位称重，它可以精确到小数点后的7位。

接着，种子会被装进信封或布袋，在相对湿度15%、温度15℃的干燥间脱水，干燥至约5%的含水量。种子含水量每降低1%，其寿命增加一倍。

干燥后的种子将被送往包装间。在这里，它们会做X光检查，确保其种子饱满情况。每份种子会被包装进大大小小的密封瓶罐中，并贴上二维码标签纸。密封罐内，还会放一个小硅胶袋用于检测湿度。一旦容器漏气或者潮湿，硅胶粒会变色，以便工作人员及时发现并更换瓶子或密封圈。

密封罐中装着各种种子。新京报记者 薛珺 摄

最后，记者跟随孟昕来到零下20℃的冷库，这里的大门贴着“当心冻伤”的黄色提示牌。走进大门，四个制冷机源源不断吹出冷风，尽管裹着厚重的羽绒服，这里的冷气仍然让人忍不住打颤。各种颜色、不同大小的种子装在密封罐中，摆在货架上。在这里，它们的理论保存期限可以超过100年。目前，工作人员取放种子需要经过一番“寒彻骨”，未来国家植物种质资源库的冷库是自动化库，机械臂将代替人进行存放种子的操作。

对疑难种子萌发等难题开展攻克研究

绝大部分的种子可以通过低温干燥的方式进行长期保存，但也有少数种子叫“顽拗性种子”，比如板栗和荔枝、桂圆、芒果等热带水果，它们的种子不能通过这种方式保存，需要通过试管苗库或者超低温库的方式进行补充保存。试管苗需要定期继代，是不小的工作量。

所以，明年运营的国家植物种质资源库不仅有零下20℃长期保存库，还将包括零下196℃液氮超低温保存系统、试管苗库、DNA库和活体植物资源圃等多种资源类型保存单元。

国家植物园（北园）副研究员、种子生物学博士李爱花说，中国有2.5万多种种子植物，目前只有部分物种已经明确产生“顽拗性种子”。顽拗性种子的判断，是一个非常关键的科学问题。“顽拗性种子无法脱水干燥，目前我们正开展攻克研究，试图破解顽拗性种子辨别和保存难题。”

收集到的种质资源还需进行定期活力检测，保证科研人员需要它们的时候，处于冷冻状态的它们能够被唤醒，并重新生长。在预备库萌发实验室，科研人员也在探究不同植物的萌发条件，低温培养箱、光照培养箱可以设置不同的温度和光照时间，为种子萌发试验提供各种条件。“疑难萌发种子休眠解除机理”也是国家植物园正在研究的课题。

明年年底运营的国家植物种质资源库，规划收集来自世界范围内的植物种质资源7万种以上约200万份，涵盖约中国80%高等植物种和世界10%高等植物种的植物种质资源。除了植物种子，种质资源还包括试管苗种质，DNA，植物活植株，花粉和孢子，超低温保存植物组织器官、植物微生物等种质。

建设“诺亚方舟”

收集种质资源有何意义？国家植物园管委会主任、正高级工程师贺然说，种质资源库承载着三重时代使命：作为遗传信息的诺亚方舟，维系着物种基因的多样性宝库；作为生态文明的稳压器，为应对气候变化提供关键性战略储备；作为绿色科技的种质库，持续供给粮食安全、生态修复、清洁能源等领域的创新源泉。

“一个物种可以成为一个国家的重要经济来源，甚至是支柱产业，因此其野生种质资源的价值不可估量。”李爱花举例说，猕猴桃被誉为新西兰“国果”，其品质享誉全球。但许多人不知道的是，猕猴桃母本中华猕猴桃其实原产于中国。上世纪初，它被传教士带回新西兰，经过当地培育，才诞生了众多商业品种。

在基因层面上，种质资源的价值更为关键。她说，一个作物的栽培品种基因纯度越高，其对特定病害的抵抗能力往往越单一，一旦发生病害，便可能面临全军覆没的风险。反之，如果在种子库中保存的野生种质资源里，寻找到携带抗病基因的材料，就有望为整个产业提供生存的转机。“这类野生种可能产量很低、外观不佳、口感也不理想，以当前的标准看似乎没有直接利用价值。”她解释道，“但在未来某一天，当面对前所未有的病害或环境威胁时，它所携带的一个关键基因，或许就能拯救一个品种甚至整个产业。”因此，尽可能全面地保存野生植物种质资源，是一项关乎未来的战略性工作。

每份种子被包装进密封瓶罐中，并贴上二维码标签纸。新京报记者 薛珺 摄

从生物多样性的角度看，我国有众多种群规模极小或濒临灭绝的濒危植物，它们也需要植物“诺亚方舟”的守护。目前，世界上仅有两株野生百花山葡萄，均位于北京。“如果这两株植物死亡，这一物种便被宣告灭绝，就像动物界的长江白鲟。”李爱花说，种质资源库如果保留了这些珍稀濒危植物的种质资源，一旦它们野外生存发生危机，库里仍保留它们重生的希望。

孟昕说，自己此前只针对丁香属专类植物做科研，此次通过参与种质资源库的前期准备工作，了解了种子采集入库的全流程，这对于今后保育等工作很有启发。“种质库的建设跟人类的命运息息相关，能参与其中，我觉得非常有意义。”

新京报记者 张璐

编辑 张树婧 校对 卢茜