中国西南野生生物种质资源库

来源:     作者:     2023-02-01     浏览次数:

中国西南野生生物种质资源库(The Germplasm Bank of Wild Species,以下简称“种质库”)是国家重大科技基础设施,由中国科学院和云南省共建,依托中国科学院昆明植物研究所进行管理。其总体科学目标是建成国际上有重要影响、亚洲一流的野生生物种质资源保存设施和科学体系,使我国的生物战略资源安全得到可靠保障,为我国生物技术产业的发展和生命科学的研究源源不断地提供所需的种质资源材料及相关信息和人才,促进我国生物技术产业和社会经济的可持续发展,为我国切实地履行国际公约、实现生物多样性的有效保护和实施可持续发展战略奠定物质基础。

种质库项目于1999年由吴征镒院士提议建设,2005年正式开工,2007年建成并投入运行。经过十余年的运行发展,现已具备强大的野生植物种质资源保藏与研发能力,除了有效保存野生植物种子、植物离体材料、植物DNA、微生物菌株、动物种质资源外,还拥有先进的种质资源数据库和信息共享管理系统,以及集功能基因检测、克隆和验证为一体的技术体系和科研平台。

一、野生生物种质资源的收集保藏

种质库现已保存我国本土野生植物种子11602种94596份;植物离体培养材料2246种27230份;植物总DNA9145种71829份;微生物菌株2340种23400份;动物种质资源2276种90412份,是亚洲最大的野生生物种质资源库,与英国“千年种子库”、挪威“斯瓦尔巴全球种子库”等一起成为全球生物多样性保护的领跑者。它使我国的野生生物种质资源,特别是我国的特有种、珍稀濒危种、具重要经济价值、生态价值和科学研究价值的物种安全得到了有力保障;使我国野生生物种质资源的快速、高效研究利用成为可能;也为我国在未来国际生物产业竞争中立于不败之地打下了坚实基础。 

二、野生生物种质资源的前沿研究

针对种质库已形成核心种质资源管理的工作流程和操作规范,包括种子库、离体库、植物超低温库、DNA库和大型真菌库管理流程。建立了核心种质资源关键数据获取和管理工作流程,如植物C值数据测定、植物DNA条形码获取、动物种质保存、测序和管理工作流程。牵头实施与种质资源相关的国家标准1项(已公开征求意见)、4项团体标准(已发布)。提出种子植物DNA核心条形码新标准;构建细胞器条形码研究体系;提出新一代核条形码;建成中国最大的植物DNA条形码数据库和鉴定平台;基于DNA条形码发现红豆杉、大鲵、蛇类等类群的隐存种和新种。为保障国家生物安全战略提供关键基础,为生物多样性保护和可持续利用的提供重要前提。

支撑种子生物学、作物和家养动物驯化(水稻、茶、家鸡、狗等)、种质多样性形成和维持机制(豆科、禾本科等)、关键性状形成和遗传机理(固氮、禾本科小穂等)等研究,在Science, Cell research, Molecular Plants, Nature Plants等生物学科主流期刊发表研究论文1000余篇,产生了重要国际影响。 

种质库首次重建全面科级取样和真实分子数据的被子植物系统发育树;裸子植物属级水平高解析的生命之树和物种表型多样性的演化;豆科族级水平、蔷薇科属级水平高解析的生命之树;明星物种的起源和演化(如:黔金丝猴杂交起源);为野生种质资源的保护和创新利用,尤其是作物野生近缘类群的确定和基因挖掘,提供进化历史框架和科学指导。 

整合大规模野生种质资源的遗传信息,重点解析橡胶、草莓、蓖麻、家鸡等的起源和驯化历史,阐明代表性作物多倍化起源范式,揭示了重要经济性状形成演化的遗传机理,为设计育种提供路径参考和基因资源。培育珍稀食用菌(羊肚菌、球盖菇)、高档花卉(兜兰、杓兰)新种质、新技术,成为中国科学院乡村振兴典型帮扶模式之一;开发的生物农药,应用于线虫防治成效显著。 

三、野生生物种质资源的共享服务

2017年,依托种质库建设的“国家重要野生植物种质资源共享服务平台”正式被科技部、财政部列入我国首批28个国家科技资源共享服务平台之一。2019年,国家重要野生植物种质资源共享服务平台更名为“国家重要野生植物种质资源库”,成为我国31个国家生物种质与实验材料资源库之一。 2023年,获批筹建云南省重点实验室“云南省作物野生近缘种现代组学重点实验室”,该实验室依托种质库,围绕重要作物野生近缘种系统发育基因组学与关键创新性状遗传机制、现代组学大数据分析平台建设与应用研究等,开展作物野生近缘种多组学研究。 

此外,种质库已通过http://www.genobank.org和https://seed.iflora.cn/网站,实现了植物学基础信息,资源保藏信息以及保藏现状等信息数据和种质资源实物共享;发布“中国种子形态数据库”(测试版)  http://www.genobank.org/csmd/。近年来,种质库累计服务用户单位368个,服务用户3610余人次,服务各类科技计划167项,分发14706份总DNA,17010套2G数据,94039份DNA条形码,10510份活体材料,共享特种仪器设备1561人次,向218家机构分发共享19306份,共825253粒植物种子,取得了良好的社会效益。种质库必将在我国生物战略资源保护和未来国际生物产业竞争中发挥重要作用,并对国际生物多样性的保护起到重要而深远的影响。

  种质库大楼

  冷库