中國瀕危植物數(shù)量超世界平均水平”

中國是北半球生物多樣性最為豐富的一個(gè)國家。根據(jù)文獻(xiàn)記載，中國擁有高等植物3萬多種，約相當(dāng)于美國的2倍、歐洲的3倍。

近幾十年來，中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，環(huán)境的壓力也越來越大。“這使得中國的珍稀瀕危植物變多，超過了世界平均水平?！敝锌圃涸菏亢榈略烙?jì)，“中國的珍稀瀕危植物約占高等植物總數(shù)的15%，大概有4000~4500種。”

珍稀瀕危植物大多具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值，與人類關(guān)系十分密切，但又非常脆弱，備受人們關(guān)注。中科院植物所是國內(nèi)最早開展相關(guān)研究工作的科研單位之一。研究所自1982年開始編寫首部《中國植物紅皮書》，主持了國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“中國主要瀕危植物的保護(hù)生物學(xué)研究”、“973”項(xiàng)目“長江流域生物多樣性變化、可持續(xù)性利用與區(qū)域生態(tài)安全”等科研項(xiàng)目，為我國珍稀瀕危植物保護(hù)作出了重要貢獻(xiàn)。

目前，我國的珍稀瀕危植物保護(hù)工作已有30年歷史，但仍有許多核心問題亟待解決，如珍稀瀕危植物名單、物種的可靠性、遺傳多樣性水平、物證材料的快速可靠鑒定等等。這讓科學(xué)家們覺得，必須應(yīng)用新技術(shù)來解決與保護(hù)相關(guān)的科學(xué)問題。

“做成家具也能認(rèn)出木材來自哪棵樹”

上世紀(jì)80年代初，國家開始立法保護(hù)珍稀瀕危植物。然而，受利益的驅(qū)使，非法盜伐、走私等事件時(shí)有發(fā)生。

比如，2012年云南一家公司將一批木材運(yùn)往天津港，并申報(bào)木材名稱為“鳥足紫檀”。海關(guān)人員懷疑公司謊報(bào)了木材名稱，送去專業(yè)部門進(jìn)行鑒定，最后發(fā)現(xiàn)這批所謂的“鳥足紫檀”竟是一種極為珍貴的樹種——檀香紫檀，總價(jià)值超過5000萬元人民幣。

這讓人不禁想到，倘若當(dāng)時(shí)海關(guān)人員沒有“多長個(gè)心眼”，犯罪分子就很有可能得逞。

“確有一些案件由于材料鑒定困難而不能讓犯罪分子得到應(yīng)有的懲罰?！敝锌圃褐参锼芯繂T、“中國珍稀瀕危植物DNA條形碼鑒定平臺”建設(shè)者周世良告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，“物種鑒定傳統(tǒng)上依賴于材料的形態(tài)解剖特征，可需要鑒定的珍稀瀕危植物材料往往是木材、果實(shí)、種子等部分器官，有些甚至是加工過的物品，形態(tài)特征的不完整常導(dǎo)致無法準(zhǔn)確鑒定?！?/p>

2003年開始出現(xiàn)的DNA條形碼技術(shù)引起了周世良等人的注意。這種技術(shù)不受材料不完整性和發(fā)育階段的限制，逐漸取代了早期的分子標(biāo)記技術(shù)，成為物種鑒定的首選。

中科院植物所系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從2008年開始構(gòu)建基于DNA條形碼技術(shù)的珍稀瀕危植物鑒定平臺，5年后，“中國珍稀瀕危植物DNA條形碼鑒定平臺”正式開通，為社會(huì)提供服務(wù)。

除了國際通用的兩種DNA條形碼外，這個(gè)平臺網(wǎng)站還使用了高分辨率的核基因ITS和實(shí)驗(yàn)室自己開發(fā)的葉綠體基因ycf1條形碼，使用者只需將材料的DNA序列粘貼到對應(yīng)的檢索框里，它就會(huì)列出這個(gè)材料可能的物種是什么，并按照相似度的高低依次排列。而幾個(gè)條形碼并行使用，相互印證，鑒定的可靠度能大大提高。

這樣，人們不僅能從一塊木頭、幾粒種子中鑒定出物種，用周世良的話說，如果一些重要物種的每個(gè)個(gè)體都有了遺傳標(biāo)簽，就算“不法分子把木頭做成了家具，也能認(rèn)出他用了哪棵樹的木材”。

“一個(gè)基因可能關(guān)系國家經(jīng)濟(jì)命脈”

洪德元深知這項(xiàng)工作的重要意義。畢竟，正是當(dāng)年海南的一株外表奇特的野生稻，造就了“雜交水稻之父”袁隆平和改變了中國農(nóng)業(yè)命運(yùn)的“超級稻”。

“珍稀瀕危植物是個(gè)寶庫?！焙榈略f，“有時(shí)候，一個(gè)基因就關(guān)系到整個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)命脈。中國這幾千種珍稀瀕危植物，究竟還有多少資源等待人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)？過去我們在這個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步不夠快，現(xiàn)在是一個(gè)好機(jī)會(huì)，植物所系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該義不容辭地?fù)?dān)起這個(gè)責(zé)任。”

事實(shí)上，珍稀瀕危植物研究與保護(hù)已被列為植物所“一三五”發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)之一，而周世良等人也正準(zhǔn)備利用這個(gè)平臺做更多事情。

截至今年12月，平臺數(shù)據(jù)庫中共包含了18732條序列，覆蓋了186個(gè)科、2568個(gè)種。這一數(shù)字還在不斷攀升中。

“這也就是說，DNA條形碼平臺不光可以進(jìn)行物種鑒定，更重要的是這些物種的部分遺傳信息能為人類所掌握，而物種遺傳信息數(shù)字化則是物種信息化的前提和基礎(chǔ)?！敝苁懒颊f。