基因組測序： 尋找中國純種綠孔雀

　　今年以來，中科院昆明動物研究所鳥類學(xué)學(xué)科組帶頭人楊曉君研究員開心了好久：他飼養(yǎng)繁育的幾個“寶貝”陸陸續(xù)續(xù)下了20多個蛋。這些蛋來得相當(dāng)不易，這可是純種綠孔雀的蛋。為了“純種”二字，楊曉君和他的團(tuán)隊努力了六七年之久。

　　“近年來，綠孔雀的種群數(shù)量在下降。上世紀(jì)90年代的調(diào)查和最近幾年的調(diào)查結(jié)果表明，下降趨勢是非常嚴(yán)重的。同時，我們也做了人工領(lǐng)養(yǎng)綠孔雀的調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，領(lǐng)養(yǎng)的綠孔雀也沒有純種的了。” 楊曉君說，種群數(shù)量的急劇下降，讓綠孔雀在中國境內(nèi)面臨滅絕的危險，從而對我們的生物多樣性產(chǎn)生沖擊；而沒有純種的領(lǐng)養(yǎng)綠孔雀，也會對后續(xù)種群恢復(fù)造成威脅。

　　綠孔雀的危機(jī)不是個例。穆雷瑪接受科技日報記者采訪時表示：“我們現(xiàn)在所面臨的問題和挑戰(zhàn)不是單一的，而是全方位的。最近的科學(xué)研究表明，我們正面臨著前所未有的生物多樣性挑戰(zhàn)。”她手中的報告顯示，現(xiàn)在地球上物種消亡的速度正在加快，有千余種瀕危物種正面臨滅絕的危險。

　　用新的基因組測序技術(shù)，比對純種與有其他物種產(chǎn)生基因交流的孔雀，比對國外同行公開的基因組數(shù)據(jù)，楊曉君團(tuán)隊轉(zhuǎn)戰(zhàn)云南橫斷山和大小保護(hù)區(qū)，終于找到了六七只“寶貝”，并帶到精心模仿野外生境的中科院昆明動物研究所實驗室。“我們的保護(hù)和研究出現(xiàn)了一縷曙光，但離足夠多的種群間基因交流的目標(biāo)還有不小距離。”楊曉君說。

　　事實上，生物技術(shù)是對現(xiàn)有的珍稀植物和動物進(jìn)行改良。如今，不僅在動物學(xué)界、植物學(xué)界，甚至在原核生物界與真菌學(xué)界，無數(shù)中外科學(xué)家正在努力，試圖用生物技術(shù)拯救瀕危、極危物種。

　　“五庫一體”： 保護(hù)野生種質(zhì)資源的“諾亞方舟”

　　1992年11月7日，全國人大常委會批準(zhǔn)我國加入《生物多樣性公約》締約國。在這個公約中，生物技術(shù)被定義為“使用生物系統(tǒng)、生物體或其衍生物等技術(shù)，來制作或改變產(chǎn)品以達(dá)到特定用途的目的。”

　　在國家大科學(xué)裝置、世界第二大種質(zhì)資源庫——中國西南野生生物種子資源庫的植物種質(zhì)保藏中心和分子實驗平臺上，每天有近百位科學(xué)家在做著瑣碎、細(xì)微而又極其重要的工作。他們把從我國各地采集到的形形色色有花植物種子加以分類、清理和必要的加工，然后冷藏到零下20攝氏度的植物種子庫里或零下196攝氏度的液氮中。

　　“這個資源庫的保存模式為‘五庫一體’，即以植物種子庫為核心庫，兼具植物離體庫、植物DNA庫、動物種質(zhì)庫和微生物庫。”中科院昆明植物研究所植物多樣性與基因組學(xué)團(tuán)隊帶頭人李德銖研究員向科技日報記者介紹，70%的種子資源進(jìn)入到植物種子庫，通過干燥和冷凍技術(shù)處理后長期存儲，同時為資源利用和科學(xué)研究提供材料；而植物離體庫的任務(wù)，主要保存中間性和頑拗性種子，以及難以用種子保存的植物，保存的材料包括試管苗、愈傷組織、塊根、塊莖、鱗莖、球莖、花粉、孢子以及微繁殖體或培養(yǎng)物；在DNA庫中，則篩選和鑒定了一批具有重要價值的功能基因；動物種質(zhì)庫主要保存珍稀瀕危的特有野生脊椎動物種質(zhì)資源，兼顧收集野生近緣種和特種經(jīng)濟(jì)動物的種質(zhì)資源；微生物庫則長期、安全、有效地保存具有重要經(jīng)濟(jì)價值的大型真菌種質(zhì)資源，同時強(qiáng)調(diào)對放線菌和特殊生境微生物種質(zhì)資源的收集。

　　“截至2019年底，我們已經(jīng)在這座種子的‘諾亞方舟’里珍藏了10096種種質(zhì)資源，植物類種質(zhì)資源占我國植物總數(shù)的34.5%。一個小小的罐子里甚至可以裝2萬粒種子，他們可以有效保持幾百年甚至上千年。”李德銖說。

　　在動物種質(zhì)資源方面，這個大科學(xué)裝置在短時間保存生殖細(xì)胞及胚胎細(xì)胞中取得了一些成功的案例，但目前從全世界范圍來講，動物種質(zhì)資源的保存還存在很大的難度。“我們保存了6000多種動物DNA材料。目前的技術(shù)條件下，這些材料絕大部分還不能恢復(fù)成一個正常的生物個體，但可為未來的保護(hù)提供一種重要儲備。”李德銖表示。

　　人工擴(kuò)繁： 既保護(hù)物種數(shù)量又發(fā)揮經(jīng)濟(jì)價值

　　白魔芋和云南梧桐，是我國金沙江流域的兩種特有物種，但由于種群數(shù)量小、生境狹窄、受人類干擾嚴(yán)重，隨時面臨滅絕危險。中科院昆明植物研究所極小種群野生植物綜合保護(hù)團(tuán)隊帶頭人孫衛(wèi)邦認(rèn)為，白魔芋具有藥食兩用的價值，經(jīng)過人工授粉，可大幅提高結(jié)實率，遠(yuǎn)期看商業(yè)種植具有可觀經(jīng)濟(jì)效益；而云南梧桐全身都是寶，尤其桐子具有極高的營養(yǎng)價值，植株本身可做優(yōu)質(zhì)園林和景觀綠化樹種，經(jīng)人工擴(kuò)繁和有序利用，有望逃離瀕危的“苦海”。

　　“有的物種，我們不能把它圈起來或栽活幾個樣板就了事，不但要保護(hù)其種群數(shù)量穩(wěn)定恢復(fù)增長，還要發(fā)掘其經(jīng)濟(jì)價值和美學(xué)價值，讓其產(chǎn)生多重效益，也才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。”孫衛(wèi)邦表示，他們近年來在漾濞槭、華蓋木等特有植物、瀕危和有重要經(jīng)濟(jì)利用價值植物的保護(hù)上取得了令人矚目的成果。近年來，他們還將極小種群保護(hù)的理念和方法，推廣到珍稀瀕危野生動物的保護(hù)上。這與《生物多樣性公約》中保護(hù)地球生物多樣性、可持續(xù)利用生物多樣性和公平公正分享遺傳資源的三大目標(biāo)相一致。

　　“總的來說，由于我們的物種非常多，瀕危的物種也非常多，其中很多物種，我們沒辦法進(jìn)行遷地保護(hù)，只能以劃定綜合保護(hù)區(qū)的方式進(jìn)行。”云南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授董揚(yáng)說，而有些物種，特別是一些根系發(fā)達(dá)的植物，比如說蘭科植物，還有一些極度瀕危的植物和哺乳動物，可以遷地保護(hù)。我們要根據(jù)不同的生物物種、不同的情況辯證施策，不可能采取同一種模式。（記者 趙漢斌）