文/图 半岛全媒体记者 朱佳鑫

　　小小一粒种子，可能牵涉到您的饭碗。很多优质农作物种质资源正逐渐消失，如不能有效改变这个局面，堪称人类不能承受之重。近日，山东省内首个种质资源长期库在青岛平度竣工，成为种子们的“诺亚方舟”。项目占地110亩，库容10万余份，最长保存时间可达30～50年，为粮食安全添上一个重磅砝码。2021年11月25日，半岛全媒体记者探访了这个“神秘”的种质资源库。

　　让十万份种子休眠穿越时空再绽生机

　　种质资源长期库安家在平度蓼兰镇的种苗科创产业园，园区包含种质资源库、智能科研温室、资源育种圃、智能化育苗工厂和特色粮油深加工功能区五大板块。平度市农业农村局种子科科长李金山说，当前正在完善各项细节的种质资源库和智能科研温室是整个园区的核心区。他们将要建成的中长期库，可保存各类农作物种质资源达到10万份，其中长期种质资源库可保存3万份，中期库可保存7万份。

　　李金山进入长期种质资源库

　　种质资源库建设面积700平方米，包含中、长期种质资源库和附属实验室两部分。中期种质资源库和长期种质资源库均采用全自动种质资源信息管理系统，确保种子的高效、安全保存。其中长期库属山东省内首家，储存年限可达30～50年。这些宝贵的种子将保存在零下18度、湿度不超过40%的种质资源库里，在静静的休眠中穿越时空，在未来30年甚至50年后，为人类绽放生机，造福子孙后代。这就是我们的“火种计划”，这些种质资源将会成为保障国家粮食安全和农业可持续发展的关键性战略资源，社会效益不可估量。

　　来到种质资源库的二楼，李金山说，这里的附属实验室内科研设备先进，走在同行业前列。其中的标本室采用树脂标本展示墙，把在资源库中处于休眠状态的代表本地特色的种质资源进行形象展示，室内的全息投影设备，可在短时间内更加形象生动的展示种子的前世今生。

　　附属实验室部分包含种子接纳室、清选室、综合实验室、干燥室、称重包装室、标本室等前置功能区，以及发芽室和人工智能气候室等后期作物培育、育种延伸功能区，可满足种业科研综合实验需求、数字化智能精准气候控制模拟和多种种质资源形象展示。

　　平度市农旅投资集团园区建设部工程师荆世坤说，综合实验室可以满足科研的综合实验需求，基本是大型核心设备，并配备了气相色谱仪、液相色谱仪、近红外谷物成分分析仪等多种进口设备，目前已有部分设备到位，剩余配套设备马上到位。育成的各种作物种子，都可用专门的仪器对各类品质指标（例如蛋白质含量、淀粉含量）进行分析。保证科研条件走在行业前列。

　　种子想入库不容易每粒都经重重考验

　　一粒种子，想入库并不容易，堪称“过五关斩六将”。李金山说，种子在入库前需要接纳登记、查（去）重、清选、生活力检测、库编号编码、干燥、包装称重，最后入库保存。目前种质资源库核心设备已到，待后续各项配套设施完善，项目正式开始运营后再陆续储存各类农作物种质资源。

　　在种子接纳室，主要对获得入库保存资格的种质资源进行质量和数量的初步检查和基本信息的登记；对即将入库的种质资源进行信息录入管理。种子要根据种质资源的统一编号、原保存单位编号、种质资源名称、学名、原产地、来源地、提供者，以及任何对贮存有帮助的有关生理学信息进行分类。

　　种子进入清选室后的主要工作是剔除破碎种子、空粒、瘪粒、霉粒、受病虫侵害粒及其它混杂种子，以及灰尘等其它物质。对需清选的种子将根据种子质量状况，可采用机器清选或人工清选。

　　活力水分检测室主要是对种质资源生活力进行检测、含水量测定以及各项科研工作。当前面这些工作都做完，我们就可以对种子进行保存。

　　种子进入干燥室主要是利用干燥间和干燥箱设备，将温湿度调至种质资源入库所需的干燥条件。

　　称重包装室主要依据各种种质资源入库贮藏的数量，确定包装容器及每份种质资源包装的盒或袋数，并将盒或袋贴好标签，包装好的种子用电子天平称重。

　　种子体检年限不同5种情况繁殖更新

　　据考古发现，在零下20左右摄氏度，种子寿命可极大延长，有的可存活上千年，如水稻和小麦的种子能存活3000多年，而棉花种子则能存活6.7万年之久。

　　为让种子能得到良好保存，种质资源库把种子可以干燥至低含水量而不会受到损伤，且耐低温贮藏。这类种子的贮藏寿命随着种子含水量的降低和贮藏温度的下降而延长。种子干燥处理后，可以放在低温低湿的种质资源库进行长期保存，长期库温度在-18℃～-10℃，最长可有效保存30～50年，中期库温度在-5℃～5℃，最长可有效保存10～20年。

　　李金山说，种质资源库除了制冷设备，最核心的设施还有密集架，用来存放种质资源。目前可以实现手动和自动操作，在中期库和长期库都有设置。长期种质资源库所用的是150mm厚的聚氨酯保温板，中期库采用的是100mm厚的聚氨酯保温板，四周严格密封，再通过各种设备协作保证种质资源库的低温低湿储藏标准。

　　在中长期库外，有一个显示屏幕，可以从外部观测到库内的情况，因为当种质资源库正常使用的时候温度极低，人在里面会感到不适，可以通过大屏幕随时监控库内运行情况。

李金山介绍种质库外部电视屏幕作用

　　一般储藏在种质资源库的种子需要定期监测，保证种子的生活力在85%以上，也就意味着每100粒种子，必须有85粒以上发芽为合格，当低于该指标时就要进行繁殖更新，因为人为干涉，种质资源库的种子可以一直处在一种存活状态。

　　首次生活力检测间期，禾谷类作物种子15年检测一次，豆类和蔬菜类种子10年检测一次。第二次及随后检测间期，当发芽率高于85%以上时，禾谷类种子每10～15年检测一次，豆类和蔬菜类种子每5～10年检测一次。当发芽率低于85%时，生活力检测间期应根据不同作物种类而调整缩短检测间期时间。禾谷类每5～10年检测一次，豆类和蔬菜类为5年。中期库生活力检测间期为5年。

　　当种子样品出现异花授粉作物种子发芽率降至 85%、自花授粉作物和自交系种子发芽率降至60%等5种情况时，将取出种子进行繁殖更新。发芽率达不到85%的就要拿到室内和田间重新种植，比较珍贵稀少的在室内种植保存。

　　人工模拟自然气候10年育种缩至7年

　　在种资资源库南侧，还有占地面积720平方米的智能科研温室，四周顶部都是透明玻璃窗体。目前，智能科研温室包含精控室、展示厅、平面种植区和组培室，基建部分已基本完工，目前正进行设备采购。

智能科研温室

　　精控室可实现全年不间断培育达到合格发芽率的种质资源。展示厅可实现种质资源样本和基础信息的数据展示，了解种质资源的相关信息。展示厅设置智能展览台，通过多媒体设备可实时智能浏览各种质资源的产地、生长环境、生长周期及用途等相关信息。

科研温室内的精控温室

　　组培室可以通过短枝扦插、芽增殖、原球茎及器官分化等多种繁殖方式，快速获得整齐一致、保持原有品种优良性状的组培苗。主要是对那些性状表现比较优良，但不能通过种子传代的种质材料进行克隆繁殖，从而在不损伤原材料的前提下，源源不断地获得各种组培种苗。投产后该组培室可年产组培种苗600余万株。种植区目前使用的是A字架和荷兰高架，里面用了三套水肥一体化自动控制设备，可以根据作物的生长需求，智能化，精确地控制用水量、施肥量、温湿度等指标，满足作物生长的各种条件。

　　人工智能气候室的温度可变范围为5℃～45℃，湿度和光照强度也可调节，满足绝大部分植物全周期生长需求。在这里，科研人员可以根据不同地区的气候环境设定室内温度、湿度、光照强度参数，模拟植物生长所需的环境。李金山说，这所有的智能调控，都可以实现远程控制，只需要在手机端安装一个APP，在手机上就可以设定控制整个区域的光照、温度、湿度等。可模拟不同地区、不同时间的环境温湿度及光照。可进行植物逆境、加代繁殖等试验。如在大田育成一个小麦品种至少需要10年时间，而在气候室里就可提前3-4年时间完成，大大提高了育种效率。

科研温室内水肥一体化自动控制设备

　　在精控室里，有控温设备、加湿设备、顶部移动喷淋设备、育苗床，可以满足作物生长的各种需要。李金山说，无论是人工气候室、科研温室还是组培室都可以提供种子进行发芽、生长、开花、结穗到采收的最佳环境。有了一年四季可控的环境，作物育种就高效多了。

　　特色面粉和花生油未来从这走向餐桌

　　李金山说，我们后续还有资源育种圃、智能化育苗工厂、特色粮油加工功能区。资源育种圃占地15亩，主要是对种质资源进行田间种植保存及创新利用。把优良的种质材料进行杂交，选育出优质高产多抗及高端特色的作物新品种，通过周边20万亩良种繁育基地进行繁育推广。辐射带动全市140多万亩小麦和30余万亩的花生向特色、优质、专用方向发展。

　　智能化育苗工厂规划建设面积2万多平方米，主要是对组培室中经过短期驯化的种苗，移到育苗工厂继续培育。不仅实现种质资源材料的保存和再复壮，还可进行商业化种苗生产。投产后，可年产种苗600余万株，年产值2000余万元。

　　特色粮油加工功能区主要进行面粉生产和榨油，原料都是选用当地生产的地标产品“蓼兰小麦”和“平度大花生”。面粉生产以传统石磨加工工艺，保持原汁原味，没有添加剂。如生产的蓝小麦面粉含有大量的花青素，三价铬含量是普通小麦的4倍，是糖尿病患者的食疗食品。榨油选用油酸含量达75%以上的高油酸花生新品种，品质跟橄榄油一样。达产后可年产面粉13000吨、花生油8000吨。产品定位中高端、特色，目前正在进一步探索拓展市场销售渠道。

　　整个园区建成后，将成为功能最齐备、产业链最完整的产业园，在省内也将处于先进地位。五大板块相互协调发展，实现了从种质资源的保护利用，到育、繁、推、种、加、销一体化的全产业链融合发展的新模式。通过加强种质资源信息管理，储存保护原始种群信息，为平度和青岛市作物育种提供更加丰富的遗传资源，为快速育种、植物逆境、杂交选育等实验提供平台保障，同时更好的服务现代种业产业，加快选育适合本地推广的优质作物新品种，为发展区域性特色农业，带动农民增收、农业增效，助力乡村振兴贡献种业力量。

　　链接：太空育种平度领“鲜”发展农业“种”志成城

　　在标本资料展示室，记者看到室内有一个全息投影仪，利用3D成像技术，生动展示了青丰一号小麦的前世今生，展示整个育种过程，怎样采粉授粉直至长成。还可以展示苹果的一生，苹果种子从出苗到成熟整个过程。另外，还展示花生从发芽出苗期、幼苗生长期、开花下针期、结荚期到饱果成熟期的五个过程。三种作物的展示总共占时5分钟。李金山说，他们还将把本地育成的小麦、花生、蔬菜品种的审定证书及登记证书扫描塑封后在标本室做成展示墙，把当地育种成果展示出来供大家参观。

　　种子堪称农业芯片，李金山说没有种质资源，农作物育种创新将成为无源之水、无本之木，但近年来，好多优质特色种质资源正在减少乃至逐渐灭失。为此，国家启动了全国农作物种质资源普查与收集行动，非常有必要建立起以长期库为核心，以中期库为支撑的农作物种质资源保护体系，抢救性保护地方特色农作物种质资源。从平度实际来看，育种基础非常雄厚。早在1993年成立的平度市小麦研究所，是全国唯一一个镇级育种研究所；2006年平度市育成了第一个真正具有自主知识产权的小麦新品种，填补了青岛市农作物育种史的空白；2008年平度市四类作物种子搭载神七遨游太空，开创了青岛市太空育种的先河；2016年成立了青岛市首家农业院士专家工作站，在赵振东院士的指导下，到目前，共育成小麦新品种9个，花生新品种19个，育种数量居青岛市首位。平度现存20多类作物种质资源3000余份，资源非常丰富，为了保存好、保护好这些“希望的火种”，种质资源库的建成非常必要。

　　小知识：这些情况取出种子进行繁殖更新

　　当长期库贮存种质生活力或保存量出现下列情况之一时，即应取出种子进行繁殖更新：

　　①异花授粉作物种子发芽率降至85%或降至起始发芽率水平的85%时。

　　②自花授粉作物和自交系种子发芽率降至60%时。

　　③活种子数目不足以进行4次繁殖所需种子量时，即自花授粉作物和自交系的每份活种子数目低于600粒时;异花授粉作物和地方品种每份活种子数目低于800粒。

　　④当种子样品在中期库绝种时。

　　⑤同一批次发芽率降至更新临界值以下的份数占到该批次份数的50%时，该批次所有种质都应进行更新。