Germplazma bankasında tür sürekliliğinin nihai ümidini keşfedin
Çin, dünyadaki en zengin biyolojik çeşitliliğe sahip ülkelerden biridir.
Çin uzun süredir, iyi sonuçlar elde eden nesli tükenmekte olan bitki kaynaklarını kurtarmak için milli parklar, doğa rezervleri, ekolojik koridorlar vb. Kurmak için en aktif tutumu benimsemiştir. Nüfus artmaya ve çevre değişmeye devam ettikçe, yeni bir ex situ koruma modeli olan "tohum (plazma) bankası" Çin'de filizlenmeye ve büyümeye başladı - bunların arasında, Yunnan, Kunming'in kuzey banliyölerinde bulunan Southwest China Wildlife Germplasm Bank Çin'deki tek ulusal düzeydeki yabani biyolojik germplazma kaynak bankasıdır ve şu anda 10.000'den fazla bitki tohumuna sahiptir ve ölçekte dünyada ikinci sırada yer almaktadır.
Gen bankalarının daha sihirli etkisi ise, eğer bir türün doğada nesli tükenirse, tohum depolayarak doğaya dönerek "ölülerin dönüşü" mucizesini yaratma şansı olabilir. Gen bankasının arkasında, ekilen şey, her türün devamı için nihai umuttur.
İnsanlık, gen bankasının büyük bilimsel tesisine ne kadar bağlı? Güneybatı Çin Vahşi Yaşam Germplasm Bankası müdürü araştırmacı Li Dezhu bir benzetme yaptı. Gen bankasının bulunduğu bina sadece dört kattan oluşuyor ve temel kalitesi 40 katı kaplamaya yetiyor, "çünkü bu asırlık bir plan, bin yıllık bir plan."
Birkaç gün önce, "tohum avcısı" Liu Cheng, Wuliang Dağı'ndan "yeni bölüm şefini" geri getirdi, güzel Tonga, Güneybatı Çin'in Wildlife Germplasm Bankasına resmen yerleşti.
Aile, anjiyospermlerin sınıflandırılmasında bir sınıflandırma seviyesidir. En başında, kapalı tohumluların sınıflandırılmasında konuşma hakkı tamamen Batılı bilim adamlarının elindeydi; Çinli bilim adamları sınıflandırmaya katılmaya başladığında, çoğu aile zaten kurulmuştu. Melodiaceae, Çin'de botanikçiler tarafından yayınlanan altıncı anjiyosperm ailesidir.
Ben şahsen güzel Tongke'nin ilk tohumlarını gen bankasından topladım.Bu Liu Cheng'in basit mutluluğuydu ve ona ulusal gurur duymasını sağladı.
Cai Jie, gen bankasındaki ilk koleksiyoner grubuydu ve Medog, Tibet'e yaptığı yolculuğu asla unutmayacak. Orada, birkaç saat içinde, yüksek karla kaplı dağlardan tropikal yağmur ormanlarına kadar çeşitli şekil ve biçimleri deneyimleyebilirsiniz, "Bir dağ dört mevsimi ve on mil farklı günü gösterir". "Kalbimi etkileyen sadece anavatanın güzel nehirleri ve dağları değil, daha da önemlisi, bir Çinli olarak kendi toprağımdaki aile geçmişini bulabilir ve bazı boşlukları doldurabilirim. Gen bankasına geri getirdiğim her tohum ağır bir sorumluluk anlamına gelir. "Tohumların olduğu yere gideceğiz. Bitkiler tohum ürettiği zaman yola çıkacağız." Dedi.
Yeterli tohum toplamak için, Cai Jie ve meslektaşları bazen dağın eteğinden tepeye kadar toplamak zorunda kalıyor. Söylendiği gibi, "Bir annenin dokuz çocuğu vardır ve dokuz çocuğu farklıdır." Toplanan tohumları türlerin genetik çeşitliliğinin mümkün olduğunca temsilcisi yapmak için, aynı bitkinin farklı popülasyonlardan örneklenmesi gerekir. Gelecekteki koruma ve araştırmalar dikkate alındığında, bir paydaki tohum sayısı genellikle 2500 ila 10000 tohum arasındadır ve her popülasyondaki birey sayısı 50'den az değildir. Hedef türlerin hayatta kalması veya çoğalması üzerindeki etkiyi en aza indirmek için, toplanan miktarın o sırada toplanabilecek miktarın% 20'sini geçmemesi gerekir ki bu aynı zamanda "mevcut tohumların% 20'si" ilkesi olarak da bilinir.
Ek olarak, toplayıcıların tohumların olgunluğunu meyve ve tohumların şekline göre yargılaması gerekir Olgunluk, tohumların başlangıçtaki canlılığı ile yakından ilgilidir ve canlılık, tohum korumanın başarısının temelidir.
Toplayıcılar, tohumlara ek olarak, kupon örnekleri, DNA yaprak materyalleri, kayıt toplama zamanı, konum, enlem ve boylam, rakım, toplanan bitki sayısı, toprak türü, çevre ve bitki örtüsü koşulları ve diğer ilgili alan bilgilerini ve fotoğraf habitatlarını, bitkileri, çiçekleri veya Meyve yakın çekim ve diğer fotoğraflar.
"Kader" gelmezse, koleksiyoncular ancak boşuna yolculuk yapabilirler. Cai Jie, Luquan'ın Pingdang ağacını örnek aldı ve daha önce onunla ilgili çok az kayıt vardı. İlk yıl bulamadım, ikinci yıl yeri doğru ve buldum ama çiçeklenme dönemi geçti, yapay ekim için gen bankasına geri döndüm, üçüncü yılda çiçeklenme dönemi eylül-ekim arası olarak belirlendi; Dört yıl içinde, çiçeklenme döneminde tarla toplama nihayet başarıyla gerçekleştirildi.
Tohum toplama bir keşif gezisi değildir Toplayıcılar genellikle önceden önlem alırlar, ancak bu risk olmadığı anlamına gelmez. "Vahşi hayvanlar, zehirli yılanlarla karşılaştım ve kırmızı ateş karıncaları, dağ karıncaları ve eşek arıları tarafından ısırıldım. Bazen bitkileri bile" idare etmek "kolay olmuyor." Cai Jie kenevir ağacı tohumlarını toplarken dallardaki kıllara yakalandığını hatırlıyor. Sokmadan sonra keskin bir ağrı hızla koldan kalbe yayıldı, nefes almak bile zorlaştı ve şişlik bir hafta sonra kayboldu. Daha sonra kenevir ağacının dikenlerinin çok zehirli olduğunu ve çocuklar için ölümcül olabileceğini duydum.
Cai Jie her zaman tohum toplamanın fiziksel bir zorluk değil, bilgi ve dayanıklılık testi olduğuna inanır.
Aynı bölgede, genellikle benzer görünümde ancak farklı türlerde birçok bitki vardır, bu nedenle tohum toplayıcıların bunları toplarken kafaları karıştırılmamalıdır. Cai Jie bitki taksonomisi alanında doktora yapıyor. Yirmili yaşlarının başından neredeyse bir yaşına kadar Cai Jie gen bankasıyla büyüdü ve bilgi rezervleri bu tür zorlukların üstesinden gelmek için yeterli.
Tohumlardan toplanan tür sayısı 10.000'i geçtiği için tür sayısındaki artış yavaşlamaktadır. "Hasat edilmesi kolay türlerin tümü toplanıyor ve aynı türün tohumlarının da doyduğu gün, bir sonraki iş kesinlikle gittikçe zorlaşacak." Cai Jie, toplama ekibinin bu zorluğun üstesinden gelmeye hazır olduğunu söyledi.
Gen bankası, Kunming'in kuzey banliyösü Heilongtan'da bulunmaktadır. Bodrum katta iki kata eşdeğer bir alanda toplam alanı 220 metrekare olan 5 adet soğuk hava deposu bulunmaktadır.
Genel olarak konuşursak, düşük sıcaklık ve kurutma yöntemlerinin kullanılması tohumların gücünü artırabilir. Örnek olarak mısır tohumları 632 gün açık havada depolanırsa çimlenme oranı% 97,5'ten% 50'ye düşecek, ancak gen bankasının soğuk depolama ortamında teorik olarak çimlenmenin% 50'si 900 yıl sonra filizlenmeye devam edecektir. Teorik modellerin tahminine göre pamuk tohumlarının ömrünün 60.000 yılı aşması bile bekleniyor.
Uzmanlara göre, belirli bir aralıkta, depolama sıcaklığındaki her 5 santigrat derece azalma tohum ömrünü iki katına çıkaracak; tohum nem içeriğindeki her% 1 azalma tohum depolama ömrünü ikiye katlayacaktır. Gen bankası, bilimselliği ve uygulanabilirliği kapsamlı bir şekilde değerlendirdikten sonra, "sıfırın altında -20 santigrat derece ve% 15 bağıl nem" gibi düşük sıcaklıkta kuru koşulu seçti.
Soğuk hava deposuna girerken gördüğünüz bir cam şişe. Büyük şişe daha büyük tohumlarla doldurulur ve küçük tohumlar küçük şişeye konur ve ardından hava geçirmez kutuya konur. Tohum yönetim ekibinin lideri He Huajie, "Her şişe ayrıca bir gösterge olarak renk değiştiren silika jel ile yerleştirilir, ıslandığında zamanında bulunabilir." Dedi. Muhabir, soğuk hava deposunda anahtar ulusal birinci düzey koruma olan Davidia involucrata gibi nesli tükenmekte olan bitkilerin tohumlarının yanı sıra hafta içi görülmesi zor olan bambu tohumlarını ve hatta yabani pirinç tohumlarını gördü.
Yabani pirinç neden depolanır? Gen bankalarının toplama hedeflerinin "3E" standartlarına, yani Tehlike Altındaki, Endemik ve Ekonomik açıdan önemli olanlarına uyması gerekir. Hangi E yabani pirinçle ilgilidir? Huajie, muhabirlere, yabani pirinç de dahil olmak üzere mahsulün yabani akrabalarının "önemli ekonomik değer" ile yakından ilişkili olduğunu açıkladı.
Modern tarım, yüksek verimli ve yüksek kalitede gelişirken, genetik çeşitlilik büyük ölçüde kayboldu ve çeşitler tek tip hale geldi. Hibrit pirinç teknolojisindeki erkek kısır hat tam olarak yabani pirinçtir, ancak Çin'deki yabani pirincin türleri ve dağıtım alanları keskin bir şekilde küçülmektedir ...
Çalışma şartnamesine göre, bir tohumun imzalama ve kayıt, ilk kurutma, temizleme, kalite denetimi, sayma ve tekrar kurutma dahil olmak üzere altı laboratuvar adımından geçmesi gerekir. Bunlar arasında iki kurutma, tohumlardaki serbest suyu olabildiğince uzaklaştırmak ve düşük sıcaklıklarda hücre içi ve hücre içi koşullarda donma nedeniyle tohumların zarar görmesini önlemektir.
Soğuk hava deposuna girmek tohumların işlemenin sonuna geldiği anlamına gelmez. "Hayvanların veya bitkilerin ölü mü canlı mı olduğuna karar vermek bizim için kolay, ancak tohumların canlılığını ayırt etmek zor." Çimlenme deneycisi Yang Juan, birçok tohumun uykuda olduğunu ve tohumların canlılığını test etmek için çimlenme deneylerine ihtiyaç olduğunu söyledi.
% 95'ten fazla türün çimlenme deney koşulları bilinmemektedir ve ılıman ve kutup tohumlarının% 80'i uykuda olacaktır. Ve uyuşukluk derecesi değişir. Örnek olarak vahşi büyük zambağı ele alalım. İki yıl içinde, Yang Juan vücudunda farklı sıcaklıklar, farklı yüzeyler ve farklı zamanlarda sabit sıcaklık ve değişken sıcaklık koşullarının bir düzine kombinasyonunu kullandı ama her gün sadece kültür dolabını açabiliyordu. Deftere çaresizce "0" yazın.
Çabalarından asla vazgeçmedi.Üçüncü yılda, ilkbahardan kışa, yazdan ilkbahara, sonbahardan yaza ve kıştan sonbahara büyük zambak büyümesinin dört mevsimlik sıcaklık ortamını taklit etmeye karar verdi. Sonunda ertesi yılın yazında tohumlar "büyüdü" ve tohum daha geniş ve daha şişman hale geldi. Son olarak, seyir defterine "1" yazabilir.
"Bu tohumlara bir annenin çocuklarına davrandığı gibi davranın ve tüm kalbiyle ona baksın." Yang Juan, her tohum için 3-5 çimlenme deneyi yapacağını ve en iyisini keşfetmek için her deneyi her hafta sayacağını söyledi. Deneysel koşullar. Bazı türler için deneysel süreç tohumlamadan deneyin sonuna kadar 1.000 günden fazla sürebilir.
5-10 yıllık tohum depolamadan sonra, Yang Juan yeniden çimlenmeyi organize edecek ve depolama sırasında tohum canlılığındaki değişiklikleri gözlemleyecek.Tohum% 75'in altına düştüğünde üreyecek ve üreyecek veya yeniden toplamak için doğaya gidecek.
Şu anda, Fudan Üniversitesi Yaşam Bilimleri Fakültesi'nden Profesör Zhong Yang tarafından toplanan yayla tohumlarının bir kısmı gen bankasında saklanıyor Bu tohumların canlılığı nasıl korunuyor? "Bayan Zhong'un tohumları çok iyi. Çimlenme deneyleri, canlılığın çok iyi korunduğunu gösteriyor." Yang Juan gazetecilere verdiği demeçte, yayla tohumlarının çimlenmesi sırasında ilk başta bazı sorunlarla karşılaştığını söyledi: Tohumların aşırı plato ortamlarında filizlenebileceğine inanıyoruz, bu nedenle daha 'dostça' nispeten yüksek sıcaklıklı bir ortamda tohumların daha kolay filizlenmesi gerektiğine inanıyoruz. Çin'de pek çok yayla tohumu göreceli olarak yüksek sıcaklıklarda filizlenmez, ancak başlangıçta bulundukları düşük sıcaklıkta filizlenir. "
"Tohumlar, korunması en kolay germplazma kaynaklarıdır." Huajie, gen bankasında üç farklı koruma yöntemi olduğunu tanıttı: ilki, doğal dünyanın yaklaşık% 20'sini koruyan ultra düşük sıcaklıkta koruma (eksi 196 santigrat derecede sıvı nitrojende). Mango, hindistancevizi gibi düşük sıcaklık ve düşük nem koşullarında canlılığını yitiren inatçı tohumlar, tohumlardan embriyo, gövde ucu ve diğer dokuları çıkararak ozmotik gömme yoluyla sıvı nitrojene yerleştirir. Esas olarak orkideler ve tohumlarla saklanması zor olan diğer bitkiler için in vitro korumadır.Korunan materyaller arasında test tüpü fideleri, nasır, kökler, yumrular, soğanlar ve diğer mikropropagüller veya kültürler bulunur; üçüncüsü DNA'yı korumaktır Dondurarak saklama için bitkinin DNA'sını çıkarın.
He Huajie'nin kariyerinin ilk 13 yılında gen bankası Çin'in tohum bitkilerinin üçte birini korudu. Emekli olduğu zaman bu oranın 2 / 3'e çıkacağını umuyor.
Wen Wei Po: Neden küçük tohumlar için büyük bilimsel tesisler inşa etmelisiniz?
Li Dezhu: Bu "küçük" tohumları küçümseme Germplasm kaynakları bir ülkenin stratejik kaynakları ve temel rekabet gücüdür. Eski nesil botanikçiler sık sık şöyle diyorlardı: Bir tür bir ülkenin ekonomisini etkiler ve bir gen, bir ülkenin refahı ile ilgilidir. Kim büyük miktarda germplazma kaynağına sahipse, en derinlemesine araştırma ve en çok kullanım biyoteknolojiyi kavrayabilir. gelecek.
Bir gen bankasının inşası, Çin'in biyolojik stratejik kaynaklarının güvenliğini etkili bir şekilde garanti edebilir, mahsulün iyileştirilmesini ve yeniliğini ve yeni mahsullerin seçimini kolaylaştırabilir, ulusal bitki kaynaklarını bilimsel olarak yönetebilir ve Çin'in ilgili disiplin sistemlerinin geliştirilmesini teşvik edebilir. Çin'deki vahşi biyolojik germplazm kaynaklarının korunması, araştırılması, geliştirilmesi ve akılcı kullanımı için teknik destek koşulları ve karar verme temeli sağlayacaktır.
Cipslerin önemi kadar tür genlerinin korunmasına ve madenciliğine de önem verilmesi gerekmektedir Büyük bir bilimsel tesis olarak germplazma bankası, germplazma kaynaklarının katma değerli hizmetlerini gerçekleştirmek için ileriye dönük, stratejik ve temel bazı araştırmalar yapmalıdır.
Wen Huibao: Diğer tür koruma yöntemleriyle karşılaştırıldığında, gen bankası korumasını özel kılan nedir?
Li Dezhu: Bitki çeşitliliğini koruma sürecinde, yerinde koruma ve ex-situ koruma birbirini tamamlayıcı niteliktedir ve birbiriyle birleştirilmelidir. Gen bankasının sermaye yatırımı, koruma süresi ve koruma verimliliği, yerinde korumadan (korunan alanların kurulması, ekolojik koridorlar vb.) Ve diğer ex-situ koruma yöntemlerinden (fide istasyonlarındaki ağaç türleri, in vitro kültür test tüpleri gibi) çok daha yüksektir. Miao vb.)
Çin'de, yerinde koruma eylemleri daha iyi korunan bitki çeşitliliğine sahiptir. Ancak, doğal afetler (seller, çamur kaymaları vb.), İnsan kaynaklı afetler (yangınlar, ağaç kesimi vb.) Ve ekonomik kalkınma (maden geliştirme, hidroelektrik inşaatı, aşırı turizm vb.) Her an yabani bitkileri yok edebilir. Ek olarak, iklim değişikliği yoğunlaştıkça, başlangıçta bitki büyümesi için uygun olan bazı alanlar artık büyümeye uygun hale gelmedi. Bunların hepsi gen bankasının çözebileceği zor problemlerdir.
Aynı zamanda, diğer ex situ koruma yöntemlerine kıyasla, gen bankaları, türlerin ve türlerin çeşitliliğini daha iyi koruyabilir, daha geniş bir alanda ve daha uzun süre bitki çeşitliliğini koruyabilir ve çok çeşitli türlerle çok sayıda tohumu daha az alanda depolayabilir. , Tohumdan bitkiye rejenerasyon basit ve pratiktir ve diğer birçok avantaj.
Wen Huibao: Gen bankasının mevcut gelişimi nedir?
Li Dezhu: Geçen yıl Şubat ayında gen bankası, 10.000 yabani bitki tohumunu korumak gibi uzun vadeli inşaat hedefine ulaştı. 2019 sonu itibariyle, 230 familyaya ve 2044 cinse ait Çin'deki toplam tohumlu bitki sayısının% 35,2'sini oluşturan toplam 10.285 tür ve 82.746 tohum toplanmış ve korunmuştur. Sıfırdan başlamamız 15 yılımızı aldı ve şimdi Asya'daki en büyük yaban hayatı germplazm kaynakları toplama ve koruma kurumu haline geldik ve dünyanın en büyük ikinci, Birleşik Krallık Millennium Genebank'tan sonra ikinci.
Sayılardaki artışın yanı sıra, gen bankası da önümüzdeki 15 yılda büyük ilerleme kaydetti: daha etkili koruma yöntemlerinde ustalaştık; bir dizi standart ve spesifikasyon oluşturduk ve teknoloji platformu yurtiçi ve yurtdışındaki insanlara yardımcı olabilir. Gen bankalarını kuran insanların hayalleri yakında gerçekleşecek; ayrıca çeşitli teknik imkanlarımız da var - sığ genom dizileme ve DNA barkodlama gibi yöntem ve teknolojilerin uygulanması daha olgun hale geldi.
Wen Huibao: Germplazma bankası neden çok küçük bitki popülasyonlarına özellikle dikkat etmelidir? Ne de olsa bazı profesyoneller, türlerin yok olmasının doğal bir yasa olduğuna ve bir bitkinin sadece birkaç bitki ile korunmasına gerek olmadığına inanıyor.
Li Dezhu: Çok küçük bitki popülasyonlarını korumak, biyoçeşitliliği ve genetik çeşitliliği korumak için büyük önem taşıyor. Bir bitkinin neslinin tükenmesi, hayatta kalma krizine ve hatta on ila düzinelerce ilgili organizmanın yok olmasına yol açabilir. Az bilinen bir tür, ekosistemin işlevselliği veya gelecekte genetik kaynakların korunması, araştırılması ve kullanılması açısından potansiyel ekolojik, bilimsel, kültürel ve ekonomik değere sahiptir. Şu anda, çok küçük popülasyonların tohumlarının tarlada toplanmasında büyük ilerleme kaydettik ve ayrıca çok küçük popülasyonların tarlasına geri dönmek için girişimlerde bulunduk.
Bir türün nesli tükenmek üzereyken, germplazma kaynaklarını korumanın işlevlerinden biri olan ekolojik restorasyonu gerçekleştirmeliyiz. Ancak vahşi doğadan dönmek daha zordur ve çok çaba gerektirir. Doğada bir ağacın hayatta kalması geri dönüş olarak kabul edilmez. Doğada geri dönüş, nüfusun ekolojik hizmet işlevinin genel geri dönüşü olmalıdır. Bu zaman alır ve aynı zamanda bir sonraki adımın da odak noktasıdır.
Wen Wei Po: Gelecekte, nerede gelişmeye devam edebiliriz?
Li Dezhu: İnşaatın ilk aşamasında, gen bankasının ana odağı hâlâ yereldi. Günümüzde, önemli uluslararası etkiye sahip bir yaban hayatı germplazm kaynağı koruma tesisi olan gen bankası, koruma kapasitesi uluslararası lider seviyeye ulaşmış ve özellikle Kuşak ve Yol boyunca uzanan alanlarda dünya üzerinde etki yaratma kabiliyetine sahiptir.
Daha sonra germplazma miktarını artırmaya devam edeceğiz ve 5000-6000 tür daha toplaması bekleniyor. İngiliz Millennium Genebank'ın uluslararası söylem gücü bizimkinden önemli ölçüde yüksek olduğundan, gelecekte Çin gen bankasının uluslararası söylem gücünü artırmak için uluslararası işbirliğini daha da güçlendirmek gerekmektedir. Şu anda, gen bankalarının inşasını destekleyen güçlerin çoğu hükümet, bilimsel araştırma enstitüleri, uzmanlar ve akademisyenlerdir.Gelecek daha çeşitli olmalı ve özellikle sosyal güçlerin desteğine ihtiyaç vardır.Bitkilerle ilgili halk eğitiminin acilen telafi edilmesi gerekmektedir.
Eser sahibi: Zhao Zhengnan Editör: Fu Xinxin Sorumlu Editör: Liu Dong
* Wenhui'ye özel el yazması, lütfen yeniden basımın kaynağını belirtin.
