大国重器，“种子银行”打造种源自强之基 | 加强基础研究

在北京西三环，中国农业科学院院内，有一座全球单体保存容量最大的农作物种质资源库，这里保存着超过58万份农作物种质资源，它们以种子、试管苗、花粉、茎尖、休眠芽、DNA物质等各种不同的形态被保存在这里。

种子是农业的根本，而种质资源，则是种业的基石。

何谓种质资源？种质资源也叫品种资源，通常指携带生物遗传信息且具有实际或潜在利用价值的载体，之所以称为种质而非种子，是因为种质资源不止种子一种形态，还包括茎尖、休眠芽、花粉甚至是DNA物质等。种子，是种质的主要形态之一。

我国是世界上最大的农业国，也是作物种质资源最丰富的国家之一。

早在1957年，就建成了麦类种质资源库，在没有制冷设备的情况下，以室温条件保存了1万份麦类、食用豆等种质资源。

1986年，国家作物种质库长期库建成并投入使用，实现了低温保存，这座库的作用，是保存那些农业中重要的种质资源，设计容量为40万份，是当时全球最大的作物种质库之一。但随着时间的推移，逐渐无法满足所需，库存超容，且保存技术也相对滞后。

2019年，保存容量达150万份的国家作物种质库新库开工建设，这个全球容量最大、自动化低温种质库，历经一年多建设于2021年落成。这座库的建成与使用，开启了作物种质低温加自动化、智能化保存的时代。

“种质资源的保护和利用，是一项漫长而浩大的工程，而国家作物种质库的建设史，也反映了我国种质资源保护和利用的历史。”在国家作物种质库工作的中国农业科学院作物科学研究所研究员辛霞说。

据介绍，由中国农业科学院牵头，我国已经构建起较为完善的农作物种质资源保护体系，实现了应保尽保，并制定了《国家级农作物种质资源库（圃）管理规范》，建立资源分类管理机制，编制资源分类目录，实行分类管理。

每一份种质资源入库之前，都要经过严格而复杂的考察、检验和筛选。以种子为例，新收集的种子，往往需要进行三到五年的种植，以保证种质的遗传学稳定性，并进行分类学鉴定、各类性状特性鉴定等，随后进行比对查重，才能确认是否有资格获得国家种质资源永久唯一的身份证号，即全国统一编号。

持有全国统一编号通行证的种质资源，送到国家作物种质库后，需要经历一系列的检测、体检、清选和处理，只有那些高质量饱满且生命力旺盛的种子才能准予入国家库保存。通常用发芽率衡量种子生命力，大多数种质资源的发芽率在85%以上才可以入库。

在经历了多重检测后，合格的种子会进行干燥，计量计数，分装密封后，由机器人系统送入库。种子保存在-18℃的低温库中，但不会直接进入低温库，一方面是因为从室温直接到-18℃降温幅度过大，在入库前，要在4℃的缓冲间平衡温度，之后才能正式入库。这种方式也能防止种子携带太多的热量进入库中，从而减少冷库能耗。

新库采用全程机械化、智能化的保存方式。密封包装的种子，在缓冲间平衡之后，会通过柔性传送带或机械臂传送入低温库入口，入口处有蜘蛛手机器人分拣种子瓶，然后由传送带直接传送到库中，并由一个高10米的堆垛机送到特定位置。

种质资源不只有种子一种形态，还有试管苗、花粉、茎尖等各种不同的形态，它们是怎样保存的呢？

在国家作物种质库新库中，设有试管苗库、超低温库和DNA库等，利用多种最新的技术，对不同的种质资源进行保存。

在超低温的液氮库中，两排巨大的罐子放在地上，每个罐子的容量为1500升，罐子有一人多高，罐子前有一个小台阶，方便工作人员作业。“液氮保存，是无性繁殖作物种质资源全球公认的理想的离体长期和备份保存方式。”辛霞说，“理论上，建立好一份资源的超低温保存技术后，资源在超低温库里可以永久保存，只要一直供应液氮就成。”

试管苗库是整个国家作物种质库中最美的地方。试管苗库的墙壁安装了巨大的玻璃墙，从外面就可以看到，库里一个个架子上，放着许多玻璃瓶，每一个瓶中都有一株株嫩绿的“枝叶”，它们其实不是枝叶，而是可以繁衍的茎尖、芽、苗等，仿佛一个个“微缩”的植株。据介绍，试管苗库主要保存那些没有种子或不适合用种子保存的作物，如马铃薯等薯类、苹果等果树。这些作物可以多种方式保存，如在种质圃中种植保存，也可以在试管苗库中以幼苗等方式保存。试管苗处于生长的状态，需要不断地更新继代。科学家们在攻关试管苗的保存技术，采用恰当的技术措施，最大可能地降低它们的生长速度，延长继代间隔周期。

这些种质资源，每一份都来之不易，其中占比最多的是千百年流传下来的一些地方品种，在一代代农民的手中保存下来。或者来自野外，由种质资源普查和搜集的科学家们，翻山越岭、涉水过河，在广袤的山野中一份一份寻回。还有一部分是育成的品种，经历了无数科学家漫长的培育才得以成功。

比如一种珍稀的野生荞麦，就是由中国农业科学院作物科学研究所研究员周美亮，于2018年在四川省凉山彝族自治州会理县一处山坡上的砂石中发现的野生种，周美亮把这株荞麦带回实验室，在凉山、成都、北京分别进行了三年的单株隔离繁育，结果发现，这株野生荞麦是异型花柱中唯一的可自交结实荞麦种，既有长花柱型花，又自交亲和，打破了传统上对荞麦属花型的认知，也因此被命名为荞麦属第22个种长花柱野生荞麦。

在国家作物种质库中，有太多这样的故事，许多科学家为了一粒种子，在山野中寻找多年，还有人远赴海外，千辛万苦，引进我们所缺少的种质资源。从20世纪50年代至今，70年中，一代代科学家们薪火相传，行走在田野和山林之间，一步步丈量大地，一粒粒搜集种子，一点点积累资源，最终才建成了这座全球最大、保存数量也最多的种质库。

在生活中，越来越多的人感叹，小时候那么多的品种都消失了，大田里的粮食、大棚里的蔬菜，几乎总是那么几样。事实上，几乎所有在人们日常生活中“消失”的品种，其实都没有真正消亡，它们中的绝大部分都被保存在国家作物种质库中，成为未来品种选育、改良的重要基础。

但与此同时，田间品种的单一化，也确实成为现代农业中不得不面临和应对的重大问题。品种的单一化存在着巨大的风险，一旦病害或虫害暴发，可能造成巨大损失。

在国家作物种质库的展示大厅中，展示着一种名为“遮放贡米”的地方品种，该品种产于云南省芒市遮放镇，当地名为“毫目细”，在历史上长期作为贡米生产。

随着社会的发展，遮放贡米消失于田间，外面已经找不到它的种子，但它并没有真正灭绝，而是很早就被收入国家作物种质库中保存。前些年，当地申请将保存的种子取出，重新繁育种植，遮放贡米也得以再次出现在世人面前。如今在当地，这种消失而又复现的贡米，每斤可以卖到数百元，产值超过4亿元。还有陕西千阳县的桃花米，因种子形似桃花而得名，20世纪90年代中期在当地消失，2008年，当地从国家种质库中引回该种子，桃花米重现世间。

国家作物种质库保存的种子，远不止是为那些消失在野外的作物保留一份传承。更大的作用，是作为育种的资源。

在国家作物种质库中，有一大批科学家常年从事种质资源的鉴定、创新工作，据介绍，我国每年推广种植的农作物品种超过5000个，主要粮食作物几乎全部为自主选育品种，中国粮用中国种，其中，国家作物种质库的作用不可忽视。

我国目前已经完成了三次全国农作物种质资源普查，全部由国家作物种质库牵头进行，其中第三次全国农作物种质资源普查是新中国成立以来实施规模最大、覆盖范围最广、参与人数最多的一次普查。组织协调全国31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团相关单位，30多万名工作人员，在全国2323个农业县开展普查收集，摸清了种质资源家底，新收集13.9万份种质资源，包括一批珍稀濒危的优异种质资源。而在普查收集资源中，6238份种质资源得到开发利用，其中贵州“从江香禾糯”、江苏“黄金小玉米”、保靖“黄金茶”、甘肃“高台线辣椒”、北京“玉巴达杏”等430份优异种质资源，成为国家地理标志产品，支撑服务各地“土特产”产业。

挖掘和利用传统优质品种，只是国家作物种质库的作用之一。它更大的作用，是利用保护的种质资源打造种业发展最坚实的基础。

在育种中，作物优异的性能并非凭空出现，许多在生产中已经消失的品种，并不是它们没有优点，而是因为它们可能是‘偏科生’。比如某一个品种，抗寒性特别好，但产量低，味道也一般，农民就不愿意种。但对育种家来说，如果想要育成抗寒又高产优质的品种，就需要将这个能抗寒的资源与高产优质的资源结合起来。

在国家作物种质库中，有一大批科学家常年从事种质资源的鉴定、创新工作，同时，在依托新库庞大的保存容量基础上，国家作物种质库启动了多项种质资源鉴定和创新项目，比如2025年启动的“天书计划”，该计划以国家作物种质库保存的水稻、小麦、玉米、大豆四大作物22.3万份种质资源为基础，旨在组建覆盖95%以上遗传多样性的核心种质群体，开展基因型与表型鉴定，建立作物基因资源库和智能精准设计育种平台，推动形成“资源—数据—挖掘—设计”一体化育种体系。

类似的项目还有许多，结合作物种质库中众多科学家多年来坚持不懈的鉴定和利用工作，到2025年底，已累计完成36万份种质资源的基因型鉴定和5万份核心资源的三年多点表型鉴定。发掘出抗稻瘟水稻、高产优质小麦、抗穗腐病玉米、耐密大豆等优异种质，并定期发布在《精准鉴定好种质》中，为种源创新提供种质支撑。如鉴定出了一种穗粒数达135粒的优异小麦种质，分发提供125家单位利用，支撑育成多个国审小麦新品种。

种质资源的鉴定、利用、创新和改良，成为了现代种业发展的基石，如农业农村部种业管理司在2024年启动的玉米种质资源改良计划，由中国农业科学院作物科学研究所联合全国50余家优势科研单位和种业企业，利用鉴定和引进的优异资源，创建了适合不同玉米主产区的基础改良群体，以及适合于不同生态区的500余个导入群体，同时搭建了玉米种质资源改良信息系统。利用早熟种质“60天还家”，创制出早熟高产优异新种质，为打破东华北早熟种质依赖欧美资源局面提供基础种质支撑。