|
我國生物資源保藏與利用發展現狀
1 .我國戰略生物資源的相關保護政策及保藏水平
我國是世界上物種最豐富的國家之一,為了評估與保護戰略生物資源,我國出臺了多項政策。2007?年,原環境保護部發布了《全國生物物種資源保護與利用規劃綱要》,編制了?2011—2030?年的《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃》,印發了《加強生物遺傳資源管理國家工作方案(2014—2020?年)》,確定了生物資源保護的一系列國家方案。2008?年,原國家林業局、原國家環境保護總局、中國科學院聯合對外發布《中國植物保護戰略》。2016?年,國家發展和改革委員會發布《“十三五”生物產業發展規劃》,提出建設生物資源樣本庫、生物信息數據庫和生物資源信息一體化體系。2017?年,科學技術部印發《“十三五”生物技術創新專項規劃》,確定我國戰略性生物資源發展目標和發展舉措。
經過多年的發展,我國生物資源保藏水平持續提高。科技基礎條件資源調查數據顯示,截至?2016?年底,我國已建成了?316?家植物保藏機構、96?家動物保藏機構、90?家微生物保藏機構以及國家級人類遺傳資源數據中心,建成了作物、林木、微生物菌種、人類遺傳、家養動物、水生生物等?8?個生物種質資源領域共享服務平臺。基于這些平臺,我國現已保存農作物種質資源?2?700?種、林木種質資源?2?300?種、野生植物種質資源?9?500?種、活體畜禽動物?700?余種、水產動物種質資源近?1?800?種、微生物菌種近?21?萬株。
2.中國科學院“戰略生物資源計劃”
作為國家戰略科技力量的重要組成,中國科學院十分重視對生物資源的保存和利用。在財政部等國家相關部委的大力支持下,面對經濟社會快速發展的新需求,中國科學院在“十一五”期間啟動了“戰略生物資源計劃”。該計劃以服務社會發展和支撐科學研究的基本職能為出發點,在堅持長期收集保藏的基礎上,面向國家重大需求和國民經濟主戰場,整合植物園、標本館、實驗動物平臺、生物遺傳資源庫以及中國科學院生物多樣性科學委員會的相關資源,構建了集成植物、動物、微生物、細胞庫等為一體的戰略生物資源平臺,大力提升我國戰略生物資源收集、保藏、評價、轉化與可持續利用的綜合能力,支撐和服務于生物產業發展,為我國經濟社會的可持續發展提供強有力的科技支撐。中國科學院戰略生物資源平臺由?5?個平臺組成。
(1)植物園平臺。包括?15?個院屬及共建植物園,收集保藏了?21?000?余種植物物種,約占全國植物物種的?60%,活體保存物種的?90%;遷地保護了?445?種極危植物、787?種瀕危植物和?1?130?種易危植物,數十種瀕危植物已開始進行野外回歸試驗。通過開展“本土物種全覆蓋保護計劃”(I?期),對?15?個代表性區域(約占國土面積的?37.4%)開展了本土植物的評估、清查與保護等工作,為我國本土植物的清查與保護提供了重要數據支撐。
(2)標本館平臺。由19?個院屬標本館(博物館)組成,是亞洲最大的生物標本館體系,館藏標本?2?038.5?萬號,占全國統計標本總量的?60%?以上,數字化標本?971.6?萬號,定名標本?1?146.1?萬號。其中,昆明植物標本館建設了國內首個第三代數字植物標本館系統——“Kingdonia”,其極大地提高了標本館的標本數字化效率和標本管理水平,實現了高度自動化的植物標本數字化管理。中國科學院植物研究所標本館研發的“花伴侶”專業版手機應用軟件,可識別?1.5?萬種植物,涵蓋中國植物的大部分科屬,是標本館收藏以及公眾科普的重要工具。
(3)生物遺傳資源庫平臺。包括?12?個院屬單位,目前保存生物遺傳資源?29?900?多種、697?379?份。其中,國家重大科學工程“中國西南野生生物種質資源庫”保藏?21?666?種、150?803?份種質資源;該平臺擁有亞洲最大的微生物資源庫——中國普通微生物菌種保藏管理中心,保藏微生物?64?830?株,占全國微生物保藏量的?50%,物種覆蓋度達?80%。
(4)實驗動物平臺。由?19?家院屬單位組成,擁有?10?余個實驗動物物種、1?846?份品系,支撐了一系列重要的動物模型和相關重大科技成果的產出,有力推動了中國實驗動物模型特別是大動物模型整體的研發能力。該平臺在新型實驗動物模型的構建和野生動物的實驗動物化方面作出了重要貢獻,涌現出一批具有國際影響力的重大科研成果,如:成功培育出體細胞克隆猴、世界首例亨廷頓舞蹈病基因敲入豬模型、世界上首例長壽基因敲除的食蟹猴模型等。
(5)生物多樣性監測及研究網絡平臺。包括?10?個專項監測網和?1?個綜合監測管理中心,從基因、物種、種群、群落、生態系統和景觀等水平上,對動物多樣性、植物多樣性和微生物多樣性進行多層次的全面監測與系統研究,以跟蹤分析全國典型區域重要生物類群的中長期變化態勢。監測結果為中國大鯢等野生動物的保護,以及為三峽工程等國家重大工程提供了重要參考。
以“戰略生物資源計劃”的五大平臺信息化數據為基礎,中國科學院建立了戰略生物資源綜合信息平臺,提供包括保存、研究和功能評價在內的全方位的信息支撐,建立完備的數據交換與數據共享機制,打造我國戰略生物資源數據集成和數據服務平臺。通過系統集成,實現優勢互補,資源共享,共同拓展發展空間,中國科學院“戰略生物資源計劃”為提升我國生物資源保藏、保護以及挖掘、利用起到了重要推動作用,為服務國家生物多樣性安全和履行國際公約起到重要支撐作用。
我國生物資源保藏與利用面臨嚴峻挑戰
近年來,在國家需求和社會需求的拉動下,我國生物資源領域日益受到關注并得到各方支持,保藏能力與研究水平同步大幅提升。但由于我國對生物資源的收集保藏起步較晚,我國生物資源保藏和利用仍然面臨諸多嚴峻的挑戰。
生物資源儲備不足,種類不豐。我國的生物資源雖物種數量多,但資源總量少、“天然”儲備量不足的問題突出。我國雖然已針對珍稀瀕危植物的保護開展了大量工作,但目前已經實現遷地保護的珍稀瀕危植物數量僅僅涵蓋了“中國物種紅色名錄”的?1/3?左右,這遠低于《全球植物保護戰略》和《中國植物保護戰略》中的既定目標,因此亟待加強對我國資源儲備量特別少的珍稀瀕危物種的收集保存和研究工作。同時,我國對生物資源的收集保存工作主要集中于高等植物和大型動物,對微生物、昆蟲等的生物資源、特種物種、特殊生境的認識、收集、保存和利用不足。此外,對國外重要的戰略生物資源收集保存量不足。
生物資源開發利用不夠。我國在開發利用生物資源方面集中于主要的經濟作物和動物品種,對野生動植物資源的評價和挖掘重視不夠。近年來,由于環境問題導致物種滅絕速度加快,物種列入紅色名錄日益增多。同時,對于具有潛在經濟價值的物種和基因的研究尚在起步階段,未形成特種資源的專庫,缺乏與歐美國家類似的系統基因挖掘計劃,重大成果缺乏,亟待進一步加強平臺建設及研發投入。
生物資源管理制度不健全。目前,我國各類生物資源庫分屬不同部門、地方,覆蓋眾多資源類型,資源庫缺乏統一的建設規范與數據標準,資源質量差異大,資源收集保藏能力和利用、分享水平參差不齊,專業人才匱乏,傳統分類及新生物技術支撐不足,基因挖掘技術不強,信息化水平較低。因此,需要通過建立“中國植物園標準”“國家標本館體系”等規范技術體系,進行標準化管理,加強我國資源的保藏能力與利用水平。
致謝 感謝中國科學院科技促進發展局田永生、中國科學院華南植物園任海、中國科學院廬山植物園黃宏文、中國科學院成都文獻情報中心陳方、中國科學院戰略生物資源管理委員會辦公室邵云云為本文撰寫提供的幫助。
(曾艷,中國科學院 科技促進發展局;周桔,中國科學院 科技促進發展局。《中國科學院院刊》供稿)