国家种质库贮存种子监测管理信息系统.docVIP

国家库种质监测信息系统构建的基本思路 卢新雄 崔聪淑 陈贞 陈叔平 陈晓玲 (中国农业科学院作物品种资源研究所,北京100081） 提 要：本文简要讨论了国家库贮存种质及种质监测的基本特点，提出通过建立专家数据库、监测数据库、更新繁种数据库和分析工具软件系统，来构建国家库种质监测信息管理系统。并强调指出，建立完善而有效的种质监测信息管理系统，是确保国家库贮存种质长期安全保存的关键因素之一。 关键词：种质库，监测，数据库，农作物，种质资源 国家种质库（以下简称国家库）建成于1986年，其贮藏温度-18℃，相对湿度 57%。至1998年，贮存种质数量已达160多种作物近32万份，居世界各种质库首位。这些资源将为我国农作物育种、生物工程及作物学科发展提供重要的物质基础，也将为21世纪我国农业可持续发展提供可靠保障。 根据理论上计算，种子在-18℃贮存条件下，其寿命可达20至数十年，甚至上百年。但许多报道指出，即使在贮存设备条件很好的种质保存中心，有些种子生活力却在较短贮藏时间内出现明显的下降，并诱导了种质遗传组成发生变化（漂移）。在国家库，1991年开始对8种作物400多份贮存种子进行生活力跟踪监测研究，初步获得了不同种子类型、不同发芽率水平的贮存种质在贮藏过程中生活力变化情况。1996～1998年进一步扩大了监测作物范围和监测数量，共抽查监测作物14种，种质1.5万余份（贮存年限10年以上），发现竟有80份（占被监测总数的0.53%）的贮存种子发芽率出现了明显下降（从85%以上降至70%以下）。因此，摆在国家库管理者面前很现实的问题是如何确保种质的长期安全保存，而建立国家库种质监测信息管理系统则是确保种质安全保存的重要途径之一。本文从种质安全监测角度出发，就国家库种质监测信息管理系统的构建提出一些看法，以供参考。 1.国家库贮存种质及种质监测的基本特点 在讨论国家库种质监测信息管理系统构建之前，很有必要了解国家库贮存种质与种质监测的一些基本特点。 1.1 国家库贮存的种质资源多样性丰富 国家库贮存的32万份种质，隶属30科、170属、600个物种。除栽培种外，还有野生种、半野生种、近缘野生植物及特殊遗传材料，可见种质类型异常丰富多样。因而，在入库贮存的种子初始发芽率最低标准制订上，各作物及类型之间要求也不一样，大多数栽培作物发芽率最低标准是85%，但某些野生种及难繁作物种子，其入库发芽率标准仅为50%～60%，远远低于IPGRI推荐的85%更新发芽率标准。 国家库贮存种子生活力下降的差异很大且无规律可循 从理论上讲，种子在-18℃低温下贮藏，其生活力下降是极为缓慢的。近几年的库存种子生活力监测结果也表明，种子在贮藏10年以后，大部分种子生活力几乎没有下降，但个别贮存种子（约占0.53%）生活力出现明显下降。其原因，一是种子本身的遗传因素所决定的，如短寿命种子；二是由于种子在入库贮存之前所受到的损伤，如种子从繁种到入库贮存，种子质量可能受到以下几个方面的影响：种子成熟及收获时期的恶劣气候及其它不良环境因素；种子收获时的干燥、脱粒及运输等环节可能引起的损伤；种子在入低温库贮存之前的前处理损伤，如临时贮存、加温干燥或发芽检测不当等。这些因素虽然一时没有影响到种子生活力的下降，但种子潜在活力水平却受到影响。由于这些因素大多是意外发生的，因而难以预测出某份材料生活力的下降趋势。 国家库贮存种子的监测方案还有待不断完善 在进行种质监测时，首先要制定出各种作物的监测方案，其内容包括监测间期、监测方式、生活力和活力检测方法、种子质量变化评估和预警指标、种子寿命预测方法及更新标准等。但由于国家库贮存年限才10多年，生活力监测和监测方法及预警指标的研究也才刚刚开展，监测方案的许多内容也正在研究探讨之中。因此，国家库贮存种子的监测方案还有待于今后不断补充和完善。 综上所述，国家库贮存种质的特点是种类繁多、数量巨大，入库起始发芽率参差不齐。种子在低温条件下贮存，尽管大部分种子的生活力下降极为缓慢，但个别种子却出现较为明显下降且无规律可循；此外，国家库种质监测工作仍处于起步阶段，监测方法、预警指标及更新标准等关键指标仍处于研究探索阶段。因而国家库贮存种子生活力监测将面临难度大、工作量巨大，而且在一定程度上存在复杂性。因此，尽快建立起国家库种质监测信息管理系统，对于指导和完善国家库监测工作是很有帮助的。 2监测信息管理系统的构成 依据目前国家库实际情况，国家库监测信息管理系统构成应包括专家数据库、监测数据库、分析工具系统和更新繁种数据库等子系统。 2.1 专家数据库 前面已指出，国家种质库贮存作物种类丰富而且类型多。此外，国家库也才运行10多年，大多数作物种质监测方案的内容