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【資料圖】

去年9月,我國科研人員在珠峰東絨布冰川6212米處,成功采集到須彌扇葉芥的種子,刷新了我國植物種子采集的最高海拔紀(jì)錄。

今年7月,采集到的5種珠峰植物種子在零下20攝氏度的冷庫保存近一年后,均順利萌發(fā)。這意味著我國成功采集、保存了目前全球海拔最高的植物種子,為未來相關(guān)種質(zhì)資源的研究打下基礎(chǔ)。

海拔6212米,雪峰綿延。珠穆朗瑪峰下,連流石灘也常年被積雪掩埋。大風(fēng)、極寒、缺氧……在這片“生命的禁區(qū)”,是否還能尋到生物蹤跡?

2021年9月,在珠峰東絨布冰川6212米處,中國科學(xué)院昆明植物研究所中國西南野生生物種質(zhì)資源庫(以下簡稱“種質(zhì)庫”)的科研人員在植物科考中,成功采集到須彌扇葉芥的種子,刷新了我國植物種子采集的最高海拔紀(jì)錄。

在零下20攝氏度的冷庫保存近一年后,科研人員決定對種子進(jìn)行萌發(fā)實驗。須彌扇葉芥能否被重新“喚醒”,從而成為世界上成功保存的海拔最高的植物種子?

6212米采集,刷新我國植物種子采集最高海拔紀(jì)錄

尋找種子,離不開耐心和勇氣。有時,也需要一點點運氣。

2021年9月24日,種質(zhì)庫采集隊員郭永杰、趙延會一行8人,再次攀登珠峰,挑戰(zhàn)我國植物種子采集最高海拔紀(jì)錄。

時至9月末,已算是日漸轉(zhuǎn)涼的秋日,但對珠峰植物來說,卻是采集種子的最佳物候期。

此前,全球公開可查到的在海拔6100米以上采集到的植物有15種,絕大多數(shù)為國外學(xué)者采集。采集隊此行不僅要找到植物,還要采集到成熟種子,難度大大升級。

此行的目的地,是珠峰東絨布冰川的流石灘。石縫之間,是最有希望發(fā)現(xiàn)植物的區(qū)域。從海拔5800米的過渡營地出發(fā),紛飛的大雪模糊了腳下的冰縫,攀登珠峰的每一步,采集隊員都需要格外謹(jǐn)慎。

爬到海拔6200米左右時,距離采集隊員出發(fā)已經(jīng)過了幾個小時。隨行的向?qū)лp輕哼起當(dāng)?shù)毓爬系母柚{,采集隊員則俯身細(xì)心尋找。

“須彌扇葉芥!”碎石縫隙里,郭永杰一眼就認(rèn)出了這種身著偽裝色的植物,半跪半趴從各個角度給須彌扇葉芥拍照,并認(rèn)真記錄采集地海拔等位置信息——海拔6212米,這是采集隊在6000米以上海拔看到的第一種植物。更讓郭永杰開心的是:這株須彌扇葉芥的部分角果已經(jīng)裂開,這也意味著,采集隊員有機會采集到這種植物的種子。

此時,遠(yuǎn)處珠峰恰巧露出真容,郭永杰忍不住輕輕舉起手中的植物,細(xì)小脆弱的枝葉在風(fēng)中搖曳,與遠(yuǎn)處巍巍雪山遙遙相對。珠峰讓人敬畏,但生命的頑強并不比珠峰遜色分毫。

最終,采集隊探索到達(dá)了珠峰海拔6605米的地方,可惜沒有發(fā)現(xiàn)植物的蹤跡。而這次采集到的須彌扇葉芥種子,刷新了我國植物種子采集的最高海拔紀(jì)錄。

零下20攝氏度保存,種子可存活幾十年甚至上千年

實際上,2021年8月,種質(zhì)庫就啟動了世界海拔最高植物種子采集行動計劃,當(dāng)年9月已是科研人員第二次前往珠峰。作為國家戰(zhàn)略生物資源,采集回來的珠峰植物種子很快被送到位于昆明的種質(zhì)庫。

根據(jù)種質(zhì)庫的標(biāo)準(zhǔn),一份完整的種子樣本至少需要2500粒種子,1萬粒左右最佳。然而,珠峰高海拔地區(qū)的植物種子極為稀少,根本無法滿足基本的2500粒要求,只能先盡可能多地采集保存。

每一粒種子都非常珍貴,保存處理必須更加小心。“種子的采集時間、地點、經(jīng)緯度、海拔、物種信息,種子最初質(zhì)量、數(shù)量等信息,都要及時準(zhǔn)確地錄入數(shù)據(jù)庫,以便今后開展研究和生態(tài)修復(fù)時使用。”種質(zhì)庫保藏中心種子管理小組組長秦少發(fā)說。

秦少發(fā)帶著組員,將計數(shù)、稱重后的須彌扇葉芥、鼠麯雪兔子等植物的種子放進(jìn)了主干燥間。在溫度15攝氏度、空氣濕度15%的環(huán)境中存放一個月后,種子的含水量降到了5%左右。

在低溫、干燥狀態(tài)下,須彌扇葉芥、鼠麯雪兔子等植物珍貴的種子進(jìn)入了“休眠期”,隨后被密封包裝送入冷庫長期保存。“在零下20攝氏度的恒溫條件下,這些種子有望存活幾十年甚至上千年。”秦少發(fā)說。

“珠峰上的種質(zhì)資源十分獨特,其中蘊含的基因非常稀有。正是因為其珍稀,更需要我們克服困難,優(yōu)先收集保存。”種質(zhì)庫保藏中心主任蔡杰介紹。另外,在3700米到4700米海拔范圍內(nèi),采集隊還采集到40多種野生植物種子,都已經(jīng)入庫保存。

“作為國家戰(zhàn)略生物資源,珠峰地區(qū)種子的收集和保存,有助于保護(hù)珠峰地區(qū)的物種和基因多樣性,同時為未來相關(guān)種質(zhì)資源的研究、利用提供原材料。”蔡杰說。

5種珠峰地區(qū)野生植物種子全部順利萌發(fā)

今年7月,須彌扇葉芥、鼠麯雪兔子、西藏沙棘、碎米蕨葉馬先蒿、小葉棘豆這5種珠峰地區(qū)野生植物種子低溫保存近10個月后,被種子萌發(fā)管理員楊娟從冷庫中取出,置于干燥間回溫后,小心翼翼地將其中一部分放到瓊脂培養(yǎng)基上。

“為確保種質(zhì)庫內(nèi)保存的種子是活的,每隔一段時間,都會對每份種子抽樣開展活力檢測。”楊娟說,距離珠峰植物種子采集時間10個月后,包括最高海拔種子須彌扇葉芥在內(nèi)的5種“珠峰種子”迎來了第一次萌發(fā)實驗。

這一次實驗,至關(guān)重要。如果種子順利萌發(fā),就能證明這批珠峰地區(qū)野生植物種子得到了有效的保存。實際上,此前國外有研究者曾在更高海拔地區(qū)采集到種子,然而在冷庫保存一段時間后種子未能萌發(fā)。如果須彌扇葉芥能夠順利萌發(fā),則意味著這是目前世界上成功保存的海拔最高的種子。

為了科普,記者通過微距相機、延時攝影的方式對種子萌發(fā)過程進(jìn)行全程記錄。然而,來自極高海拔地區(qū)的植物種子,在經(jīng)過近一年的冷凍保存后,能否在海拔1900米的區(qū)域萌發(fā),誰也不敢打包票。

頭兩天,除了吸水漲大,5種種子幾乎沒什么動靜。倒是蔡杰的一席話,讓團(tuán)隊少了些擔(dān)憂:“珠峰地區(qū)氣候惡劣多變,為了能盡快完成生命周期,種子萌發(fā)應(yīng)該會比較快。”

果然,第三天開始,不少種子胚根端開始有了些許變化;又過去兩天,西藏沙棘的胚根率先突破種皮,向下生長;須彌扇葉芥、鼠麯雪兔子等植物種子也相繼破皮,胚芽連同子葉緩緩舒展,長成了小苗。

短短9天,5種珠峰地區(qū)野生植物種子全部順利萌發(fā)。尤其是須彌扇葉芥的萌發(fā),證明我國成功采集、保存了目前全球海拔最高的植物種子。

不只是珠峰植物種子,種質(zhì)庫保存著數(shù)以萬計的珍貴種質(zhì)資源。從運行以來,種質(zhì)庫已保存我國野生植物種子10917種87863份,我國有花植物物種總數(shù)的36%在此備份。

一顆種子,從它誕生的那一刻開始,就孕育著生命的希望。中國西南野生生物種質(zhì)資源庫珍藏的種子,無疑讓生物多樣性保護(hù)多了一分希望。

關(guān)鍵詞： 種子萌發(fā)