《植物种质资源电子信息档案的建立和应用》
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随着全球人口数量的急剧增长,粮食安全已经成为世界关注的重大问题.充分利用好各种优异植物基因资源,培育出适应不同生态环境、高产优质的植物新品种是解决人类粮食安全问题最有效途径.而建立好植物种质资源信息档案,是加强植物种质资源保存和利用的前提和基础.本文以黑龙江寒地植物基因资源研究中心和寒地植物种质资源中期保存库为例,探讨了寒带植物种质资源电子信息档案的建立与利用.
一、植物种质资源的收集与保存
1.植物种质资源的收集
寒地植物种质资源收集主要采取两种方式：一是农家品种和创新材料的收集.在上世纪80年代初期黑龙江省投资建设了“黑龙江省品种资源库”,那时科研人员将适应性强、独具地方特点的农家品种和创新材料搜集和保存起来,当时共收集了11369份农家种和2万余份引进和创新材料,这是一批非常珍贵的资源.二是野生资源的收集和保存.黑龙江幅员辽阔,野生资源丰富,蕴含大量的高产、优质、抗病虫等优异基因,其开发利用价值高,发展潜力大,是育种人员眼中的基因宝库.为了更好的保护利用这部分资源,每年都进行野生资源及近缘种采集.
2.植物种质资源的保存
黑龙江寒带植物种质资源保存分为两种形式：一是种质资源存入中期库保存.现已入库资源5万多份,其中有些资源为稀有、珍稀和野生近缘种.这些资源是在不同生态条件下经过上千年的自然演变形成的,蕴藏着各种潜在可利用基因,是国家的宝贵财富,是人类繁衍生存的基础.我们把这些资源收集起来作为战略资源保存,以备利用.随着保存种质资源数量、种类的不断增加,寒带植物种质资源中期保存库在黑龙江省农业科研上发挥着越来越重要的作用.二是野生珍稀濒危植物资源异生境保存.我省的植被复杂多样,有寒温带针叶林、温带针阔混交林和温带草原三个植被区,在这些复杂的地域中分布着高等植物大约2200余种,经济植物约1000余种,寒地特点的中药材672种,这是我国乃至世界生物多样性的重要组成部分,然而由于近些年生态环境的破坏,一些植物濒临灭绝,野生珍稀濒危植物资源异生境保存是保持原物种遗传特性的有效方法,它在野生种质资源的保护、收集、评价和利用上发挥了巨大的作用.
二、植物种质资源电子信息档案
上世纪80年代电子信息技术尚未普及,当时收集的寒地植物种质资源只是进行了简单的手工登记,有很多信息不明确、不详实,使得很多资源后期的利用不充分,浪费了宝贵的基因资源.随着科研育种水平不断提升,对植物种质资源信息需求越来越高.因此,黑龙江寒地植物基因资源研究中心加强资源管理,为种质资源建立起内容较为详尽的电子信息档案,为更好地发挥植物资源创新应用打下坚实基础.
1.种质资源基础性档案信息
基础性档案信息包括种质资源的科名（中文/拉丁文）、属名（中文/拉丁文）、种名（中文/拉丁文）、常用名、其他名称、植物分类代码（采用国标/行业标准）、生活型、干型、叶形、花期、果实及种质资源的分布地区、经度范围、纬度范围、海拔范围、分布区气候类型、分布区年均降雨量、分布区年均溫度、一月最低温、七月最高温、极端最高温、极端最低温、分布区土壤类型、土壤PH值、生境类型、植物群落、伴生种、目前分布状况、濒危状况、主要威胁等资源基本信息,并利用多媒体技术,将资源采集时的影像资料、形态特征图像、地理分布图等作为基础信息内容进行保存,信息档案编辑人签名并填写信息编辑时间.各项记录要求准确清晰详实,为保存和利用做好准备工作.
2.种质资源贮藏档案信息
贮藏档案信息除包括入库时间、存放地点（库号、架号）、资源等级、包装材料、贮藏温度、贮藏湿度、种子数量等存放信息外,还应包括监测信息,含贮藏时间、贮藏年限、监测时间、发芽种子数量、正常幼苗数量、不正常幼苗数量、新鲜未发芽数量、硬实数量、死种子数量、发芽率、检测人员等、数据来源等内容,为后期资源查找、更新提供准确信息.[1]
3.种质资源更新档案信息
种子有一定的寿命期,为保持种质资源活性,需要定时对入库存放的种质资源进行繁殖更新.种质资源更新情况需要建立资源更新档案,内容包括繁殖更新时间、提供种子数量、繁殖更新方法、繁殖更新地点、繁殖更新人员、回收种子检测结果、回收种子筛选方法、回收种子包装材料、回收种子入库数量、回收种子入库时间、回收种子检测人等详细信息.种质资源只有做到及时更新才能确保资源的可持续利用.
4.种质资源共享与应用档案信息
种质资源的保存是公益性工作,其最终目的是服务于社会.共享利用档案信息包括：资源名称、用种单位、用种人、用种用途、用种时间、用种地点、用种协议、用种反馈等.如果是国外需求者申请种植资源共享,除以上信息外,申请人必须提供进口许可证、国际运输有关文件、保存单位提供植物免疫证明.对于共享资源,申请人要向资源提供方提交一份关于种质资源的实验报告.对于科研价值较高的植物种质材料,可采取交换、合作研究或其他方式共享,并签订相应的合同,规定双方的权利义务;如果与国外共享,要签订材料转移协议.[2]
为了更好的服务于社会,黑龙江寒带植物基因资源研究中心每年都会对分发的种质资源材料进行后续应用情况,以便掌握库存资源发挥的作用.对于后期跟踪的种质资源利用情况需要将资源用途、产品、产品价值、栽培情况、利用情况、基因利用情况、经济价值、生态价值、其它价值等内容录入电子信息档案,作为年度统计评估的依据.
三、植物种质资源信息档案的利用
一是保护和占有种质资源.收集和保存丰富的植物基因资源,建立种质资源标准化、规范化、电子化信息档案,就是建立属于我们自己的基因宝库,抢占知识产权的制高点.二是做好资源的监测.按照《农作物种质资源保存技术规程》规定,中期资源库内种质资源需5年进行一次种子生活力监测.参照国际植物遗传资源委员会（IBPGR）和EIIis的贮存种子活力监测方法进行.通过监测结果确定是否需要更新.[1]三是资源的及时更新.繁殖更新是保持库内种质资源数量和生活力最有效的办法.种质库内种质资源的生活力会随保存年限的增加而降低,库内保存种子的数量也会因向社会提供利用而减少,当种子生活力和保存量低于规定数值时,就必须将种子进行繁殖更新.四是资源的分发与共享.资源保存的目的是为了更好利用,而中期保存库的主要职责是负责种质资源中期保存和资源共享,方便育种家和需求者可以通过电子信息档案查询到需求相关信息.
参考文献：
【1】金钺、杨成民、魏建和 国家药用植物种质资源中期库贮存7种药用植物种子生活力监测 .中国医药杂志 .2016年5月第41卷第9期
【2】张永霞、程广燕 美国植物种质资源共享管理 .中国农业资源与区划 . 2006年04期（159）（59）
作者单位：黑龙江省农业科学院草业研究所
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植物和电子信息引用文献:
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