农业“芯片”

穿着蓑衣一样的靖州蓑衣梁、拖着长长尾巴的野生稻，还有小如芝麻的野生大豆、长得像外星生物的隆回油莎豆，它们生长在怎样的乡间田野中？那里的人和气候如何？人们与食物结下了怎样深厚的友谊呢？

我是一个植物迷，对种子更是如此。

我去过有“末日方舟”之称的中国西南野生生物种质资源库，在昆明植物研究所内的一座山包下，三分之一中国种子植物的种子躺在这座“凹”字形大楼的地下室中。进入它的内部要穿羽绒服，戴棉手套，地下室内一年四季保持在-20～1℃。这座中国西南神秘的种质库所在地海拔1958米，即使全球气候变暖，海平面上升也不会将它淹没，它的内部结构可以抵得住8级地震，植物的种子可以在低温、干燥的环境中保存上千年，甚至上万年。

在湖南，也有这样的一座种质库，它虽然没有西南野生生物种质资源库那么出名，但也有自己的特色。它是全国最大的辣椒种质库，主要保存的是农作物的种子，目前已收集到全球59个国家（地区）3万多份农业种质资源。一些湖南本地稀缺的老种子也被保存其中，它们像湖南老乡一样充满个性。

湖南是种业大省，杂交水稻的发源地，中国辣椒的中心，而这些成就都离不开一颗好种子。种子是农业的“芯片”，种子是夯下农业硅谷的奠基石，而位于湖南省农业科学院内的种质库就是保存这样一颗颗好种子的地方。

位于湖南农科院实验楼地下车库里的种质库，看起来很不起眼，它的总建筑面积约800平方米，大概有两个篮球场那么大，却保存着3万多份种质资源，其中辣椒种子数量全国第一。 有些老种子已经“沉睡”了40年，对于农业科研人来说，它们就是矿脉。


如何延长种子的“寿命”

打开厚重的保温门，一股寒气袭来，走进湖南省农作物种质资源库库房，看到的是一排排4米高的种子架，架子上码着一层层圆形的铁盒子，里面装的就是各种农作物的种子。有赫赫有名的超级稻，也有默默无闻的野生种子。

在很多人印象中，种质库是个神秘的地方，它一般建在地下，躲避着喧嚣，种子在低温与干燥的地下室深锁着，这一睡可能几十年甚至数百年。

湖南省农作物种质资源库研究员段永红介绍，湖南省农作物种质资源库占地800平方米，有350平方米是低温控湿区，库内的温度常年设定在-18℃～4℃。长期库的温度最低，那里贮存的是具有显著优良特征的种质资源，例如一些骨干亲本（在杂交育种中起骨干作用，衍生的推广品种数量较多，对生产贡献较大的育种材料）或者是通过省级以上审定的农作物品种等。

一些有特色的地方农作物种子也会进入种质库。例如分布在湖南各地的辣椒、水稻种子，或其他当地旱粮、蔬菜的老种子。

作为农业育种的基础材料，这些包含着优秀遗传基因的种子就是一笔宝藏。湖南是种业大省，袁隆平院士用了50多年时间，把一粒野生稻种变成了世界受益的“超级稻”。而这一切的基础都需要一颗带有优良性状的好种子。发现它是种子采集者的事，如何保存则是种质库的事。

段永红介绍，大部分农作物的种子都适合进入低温、除湿的环境中保存，在这种状态下，种子会进入类似“休眠”的状态，当需要它们时，工作人员会将它们唤醒。而延长一颗种子寿命的秘诀就在于降低种子的水分。

当然一些顽拗型的种子不能低温干燥储存，例如板栗，它需要相对湿润、温暖的环境，针对这样不容易保存的种子，可以留存它的植株，以完整地保存它的遗传特性。

一颗种子从采集到入库贮存可能要经过十多个步骤，精心挑选与干燥处理会占用一段时间，即使种子入库“休眠”后，隔段时间也会抽查它们的活性，即依靠发芽实验来获知种子的状态，以保证种子的活力。种子入库后并不是一劳永逸。


找回江永香米的香味

“种质库对选址和布局很讲究”，大学毕业后就进入种质库工作的段永红说，“选址需要充分考虑安全、抗震、防内外涝等因素，布局要考虑节能，我们的种质库在设计时都兼顾了这些特点。比如现在种质库采取了‘回’字形的布局，即用低温库包围低温库，温度更低的库房（核心区）四周为低温环境，未直接面对常温环境，有效降低了能耗。”

在农科院实验楼，并没有一个醒目的标志提醒种质库的位置，虽然看起来默默无闻，在育种工作中，湖南省农作物种质资源库已经做出了很多突出的贡献。

2017年地处湘桂交界之地的江永县在申请一县一特农产品时，发现江永三香之一的香米不香了，失去了传承已久的那口香味，让本地人十分沮丧。

江永香米是一种具有浓烈芳香的软稻米，一直以来仅产于江永县源口乡富源村的48丘田内，是一种传统特产，从唐代开始种植，至今已有一千多年的历史。这种香米稻，禾秆细长，高1.2～1.8米，稻谷呈象牙色，煮熟后，清香四溢，经久不散，历代被定为贡米。

香米香味的丢失与本地农民自留种有关。段永红介绍说，虽然一些地方农作物种子保持着优秀的遗传因子，但这些基因是一直在变的，因为环境在变。而且对于普通的村民来说，它们会依靠自己的经验与喜好来决定留下来的种子，像江永香米，村民们可能会选择看起来落色好的种子留种，而忽略了它的香味这一特点。无形之中，香米的香味就慢慢消失了。

为了找回江永香米的香味，湖南省水稻研究所的工作人员先从基因出发，确定了香米的香味基因，发现这个香味基因与此前已经发表的玉针香的香味基因序列相同。再利用分子标记调查了湖南省种质资源库保存的1982年、2007年和2017年三个年份香米的香味基因纯度情况，发现纯度下降十分明显，由1982年的65%下降到2017年的3%。造成这一现象的原因是江永香稻受外来花粉的影响，纯度下降，而当地种植户在缺乏相关提纯技术的情况下，年年自行留种，最终造成香味消失。为此，省水稻研究所利用分子标记提纯了保存在种质库的1982年的江永香米，并从中选取代表型优势单株扩繁，香味籽粒纯度达到了100%，恢复了江永香稻原来的香味。

如果没有湖南省农作物种质资源库保存的老种子，江永香米的香味基因恐怕就失传了。