恩施大山里有座植物“诺亚方舟”,3000余份药材种子“沉睡待命”

2021-12-16 12:18:25

湖北日报全媒记者汪彤 通讯员 罗倩

如果一个生物有灭绝风险,我们能否保存它的“火种”?如果一种植物,几十年、几百年后,我们才摸清其特性,那时还能找到它吗?2021年12月初,湖北日报全媒记者来到恩施州,探访湖北首个药用植物种质资源库——湖北省药用植物种质资源库(以下简称种质库)。

500多种药用植物在-4℃下“冬眠”

中期库温度-4℃、湿度40.1%,短期库4.4℃、湿度48.4%……走进种质库的干燥间和低温库,首先映入眼帘的是室外墙上控制系统显示的各种监测数据。

省农科院中药材研究所育种与资源研究室主任张美德介绍,贮藏在短期库的种子主要供鉴定、研究、分发材料用,属临时保存,可保存5至10年。中期库种子可保存15至20年。

进入中期库要经过两道大门。打开第一道大门,明显感觉温度偏低,这里存放着部分种子。进入第二道门,只见一排排高高的陈列架像图书馆里的书架一样排列有序。架子上整齐分类排列着各种药用植物种子。每袋上面都有二维码。轻扫二维码,每份种子的品种名称、采集时间、采集地点、海拔、数量等信息一目了然。

药用植物种质资源是中药生产的源头。

湖北是炎帝神农故里、伟大医药学家李时珍的家乡,中医药文化源远流长,中药资源种类3970种、居全国第五位,被誉为“华中药库”。过去,由于保护意识淡薄,药农只重采挖而不重视资源保护。掠夺式开发、生态环境恶化等原因导致不少地区野生中药材资源濒临枯竭。

近年来,我省在生物多样性丰富的地区相继申报建立自然保护区,实现就地保护。1982年,依托省农科院中药材研究所在恩施市新塘乡长岭岗建立华中药用植物园实现迁地保护,解决了近百种珍贵药用植物尤其是濒危稀缺道地药材种质资源迁地引种栽培技术难题。

但是一些种质资源生长至高寒等特殊自然条件下,无法实现迁地保护。2019年,湖北省药用植物种质资源库投入使用,填补了湖北省在药用植物种质资源低温保存方面的空白,解决了这一难题。

每粒种子入库前要经过十道“关卡”

种质库于设计库容3万份,以收集武陵山区药用植物种质资源为主,兼顾华中地区药用植物种质资源的低温贮藏。目前,已入库保存华中地区药用植物种质资源3000余份,涉及500多种药用植物。收集数量位于前列的品种包括白竹、黄连、大黄、贝母、半夏、独活、党参。

记者了解到,光白术,科研人员就收集了湖北、湖南、重庆、江西、安徽、河北等国内产区近30多份种质资源。这些外省白术品种与我省种植的白术虽然外表相差不大,但是产量、种植特性均有所差异。

为发掘和收集这些珍贵药用植物种质资源,研究人员每年都要定期完成野外采集任务。采集种子危险吗?张美德说,危险不多也不意味着采集种子不难。植物什么时候结种,就要什么时候出发。算准种子成熟时间并不容易,有时候跑两三趟还是一种难求。令他和同事欣慰的是,近几年,随着政府对种质资源保护的重视,科研单位之间合作开展种子采集保存工作的机会增多,一些专业机构和公司也加入到资源收集队伍中来,一定程度上减轻了科研人员的工作量。

收集回的种子要想进入种质库里妥善保存,必须经过十道“关卡”。

湖北省农科院中药材研究所研究员刘海华介绍,接收种质前先要对照种质数据库查找,避免同一种质重复贮存。采集回来后,需进行清选、活力检测、干燥脱水等处理工序,留下颗粒饱满、新鲜、有光泽、没有病虫害的优良种子,然后干燥、包装、编码,再经过缓冲车间存入低温库。同时,将种子信息输入计算机数据库。

入库的种子还不能是死种子,要保证足够高的发芽率。科研人员会选择合适的器皿、发芽基质、发芽温度等,进行种子发芽率实验。种子发芽率越高,在种质库里保存时间越长。大部分种子的入库发芽率需要达到90%以上。

层层筛选、精心呵护,确保每一份资源独一无二、安然无恙。

“通过种质库可以有效保护我省90%以上的药用植物资源。同时,对于部分无法在常规种质库中长期保存的不耐受脱水和低温的顽拗性种子,可利用华中药用植物园活体保存或植物组织培养室离体保存。”张美德介绍。

唤醒“沉睡”种质,提高资源利用率

今年,张美德团队的一项重要任务,是给收集到的20多份白术资源做“体检”,为编制白术新品种保护DUS测试指南做准备。

相比水稻、小麦等大宗农作物,当前,国内中药资源开发略显滞后。先补上基础研究这一课。目前,湖北省农科院中药材研究所已建成种质资源库信息管理系统和数据库,将打造药用植物种质资源分类鉴定评价、种质保存研究和种质资源持续利用的技术体系和科研平台,加大种质鉴定评价,挖掘控制品质的关键基因。张美德说:“中药材最关键的是提升品质,兼顾抗性和产量。”

针对当前中药材产业良种覆盖率低、药材资源被大量破坏和浪费问题,研究人员将加大筛选优良种质,选育新品种,解决现有栽培品种退化问题。他介绍,比如大黄,农户目前主要是自繁自留种,团队正在开展品种比较试验,研发脱毒大黄种苗,像脱毒马铃薯种苗一样,实现种苗标准化生产,提高大黄种植品质,稳固农民收益。

“合理开发和综合利用中药资源,最大限度地提高资源利用率,才能更好地保护资源,满足需求。”他以药食两用植物——葛为例,除其根可以入药外,其藤、茎、叶等均可入药,其根块、茎、叶等还可加工成多种产品,且在加工中产生的水、渣和丢弃物都可再加工,循环利用率非常高。

记者了解到,省农科院中药材所与中国中医科学院各单位建立合作,与中药资源中心联合在华中药用植物园建设了国家现代农业科技示范展示基地(武陵山),打造武陵山区中药材技术成果展示窗口和转化基地。还将争取建设湖北省药用植物种质资源保护与利用中心。这些举措将促进中药材新品种选育和中药材规范化栽培,对填补生物资源种质保存系统的缺陷等具有重要意义。

关键词: 资源 植物 中药材 种子 种质