國(guó)家植物標(biāo)本資源庫(kù)：讓標(biāo)本“開(kāi)口說(shuō)話”

用好科技資源 支撐創(chuàng)新發(fā)展

遼寧某地方政府要征收一片櫻花園,櫻花園里的櫻花被認(rèn)為是國(guó)外品種。因?yàn)閲?guó)產(chǎn)櫻花與國(guó)外櫻花的補(bǔ)償價(jià)格不同，為確定那片櫻花是否為國(guó)外品種，需要對(duì)物種做出準(zhǔn)確鑒定。但由于櫻花還沒(méi)到開(kāi)花年齡，難以根據(jù)形態(tài)鑒定物種。

當(dāng)?shù)卣业搅藝?guó)家植物標(biāo)本資源庫(kù)。通過(guò)分子鑒定，測(cè)出送檢樣品確實(shí)不是國(guó)產(chǎn)物種，而是產(chǎn)于日本的富士櫻。這樣，地方政府給農(nóng)民的補(bǔ)償有了依據(jù)，農(nóng)民也得到了相應(yīng)的補(bǔ)償。

為完善科技資源共享服務(wù)體系，推動(dòng)科技資源向社會(huì)開(kāi)放共享，今年6月，科技部、財(cái)政部印發(fā)了《關(guān)于發(fā)布國(guó)家科技資源共享服務(wù)平臺(tái)優(yōu)化調(diào)整名單的通知》，對(duì)原有國(guó)家平臺(tái)開(kāi)展了優(yōu)化調(diào)整，形成了30個(gè)國(guó)家生物種質(zhì)和實(shí)驗(yàn)材料資源庫(kù)，國(guó)家植物標(biāo)本資源庫(kù)就是其中之一。

該資源庫(kù)負(fù)責(zé)人孔宏智說(shuō)，國(guó)家植物標(biāo)本資源庫(kù)在國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)中心指導(dǎo)下，依托中國(guó)科學(xué)院植物研究所，整合了中國(guó)科學(xué)院昆明植物所、華南植物園、武漢植物園、西雙版納熱帶植物園等16家共建單位資源，圍繞實(shí)體館和數(shù)字平臺(tái)建設(shè)，開(kāi)展植物標(biāo)本的收集、保存及資源共享等工作。資源庫(kù)注重標(biāo)本實(shí)物和數(shù)字化服務(wù)并重，以實(shí)物標(biāo)本為重要參考，完成了《中國(guó)植物志》等國(guó)家級(jí)和地方植物志書(shū)，產(chǎn)生了廣泛社會(huì)影響;數(shù)字化服務(wù)有效支撐了“地球大數(shù)據(jù)”“泛喜馬拉雅植物志”等國(guó)家級(jí)重大項(xiàng)目，進(jìn)一步提升了資源庫(kù)服務(wù)科研和社會(huì)的能力。

支撐國(guó)門(mén)安全

生物入侵是導(dǎo)致生物多樣性喪失的重要因素之一，與動(dòng)植物棲息地喪失和全球氣候變化一起被看作是影響全球環(huán)境的三大難題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前入侵我國(guó)的外來(lái)物種已超過(guò)400種。調(diào)查表明，入侵我國(guó)的外來(lái)物種39.6%是有意引進(jìn)造成的，43.9%為無(wú)意攜帶進(jìn)入造成的，經(jīng)自然擴(kuò)散進(jìn)入我國(guó)境內(nèi)的僅占3.1%。這一結(jié)果表明人為活動(dòng)是導(dǎo)致生物入侵的重要因素。

不讓具有入侵趨勢(shì)的外來(lái)物種進(jìn)入我國(guó)，是防止生物入侵的最有效和代價(jià)最小的方法。

每天，有大量各種各樣的植物材料通過(guò)海關(guān)進(jìn)出。海關(guān)被稱為國(guó)門(mén)，行使防止外來(lái)有害植物流入和國(guó)家戰(zhàn)略資源流出的職能。

“進(jìn)出海關(guān)的各種植物材料都必須精確鑒定，才能確定樣品是否屬于珍稀瀕危植物、入侵植物、特殊資源植物等，從而對(duì)其采取相應(yīng)的處置措施。”國(guó)家植物標(biāo)本資源庫(kù)研究員周世良說(shuō)，利用DNA序列進(jìn)行分子鑒定的方法被稱為DNA條形碼技術(shù)，這是目前使用最廣泛的技術(shù)之一。因?yàn)橹参镌诼L(zhǎng)的進(jìn)化歷程中，不同物種發(fā)生了遺傳分化，彼此的基因序列不同，這就是分子鑒定的理論依據(jù)。

植物材料精準(zhǔn)鑒定的前提是建立一個(gè)覆蓋廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)，而要建設(shè)這樣一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，必須有一個(gè)物種豐富的DNA庫(kù)。周世良說(shuō)，目前，中國(guó)科學(xué)院植物研究所已經(jīng)建成一個(gè)初具規(guī)模的“中國(guó)植物DNA庫(kù)”，包含5萬(wàn)種20萬(wàn)份DNA材料。

該資源庫(kù)李振宇研究員告訴記者，他們的團(tuán)隊(duì)先后與多個(gè)海關(guān)檢驗(yàn)檢疫部門(mén)合作，并與江蘇泰州有關(guān)部門(mén)建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展海關(guān)進(jìn)口貨物夾帶外來(lái)物種的收集、鑒定等工作，發(fā)現(xiàn)許多新的具有入侵植物趨勢(shì)的物種，并構(gòu)建了中國(guó)外來(lái)入侵植物DNA條形碼數(shù)據(jù)庫(kù)，為國(guó)門(mén)安全起到了良好的支撐作用。

共享生物多樣性信息

只需打開(kāi)APP，對(duì)著花拍一張照片，花的詳細(xì)信息就可以顯示出來(lái)。僅2018年賞花季，花伴侶APP就一下子收獲了上萬(wàn)粉絲。

國(guó)家植物標(biāo)本資源庫(kù)平臺(tái)主管、花伴侶創(chuàng)始人李敏說(shuō)，花伴侶APP是基于中國(guó)植物圖像庫(kù)海量圖像數(shù)據(jù)而開(kāi)發(fā)的智能識(shí)別應(yīng)用，已成為公眾識(shí)別常見(jiàn)植物、獲取植物學(xué)知識(shí)最便捷的渠道。

花伴侶APP開(kāi)發(fā)的背后，離不開(kāi)近10年來(lái)海量的植物學(xué)信息數(shù)據(jù)。國(guó)家植物標(biāo)本資源庫(kù)目前收集、保存和共享了數(shù)字標(biāo)本1100多萬(wàn)份、標(biāo)本照片557萬(wàn)張、彩色圖片500萬(wàn)張、文獻(xiàn)10萬(wàn)份、視頻和3D影像資料2795份，完成與標(biāo)本有關(guān)的專題202個(gè)、在線共享數(shù)據(jù)庫(kù)近百個(gè)，規(guī)模和水平居世界前列。

2006年，國(guó)家植物標(biāo)本資源庫(kù)的門(mén)戶網(wǎng)站——中國(guó)數(shù)字植物標(biāo)本館正式上線，年訪問(wèn)量均在百萬(wàn)人次以上，位于全國(guó)同類網(wǎng)站訪問(wèn)量之首。該網(wǎng)站為用戶查詢及使用中國(guó)植物標(biāo)本及其植物學(xué)信息提供了極大的便利，也為我國(guó)生物多樣性信息共享工作做出了積極的貢獻(xiàn)。

至今該網(wǎng)站在線共享來(lái)自全國(guó)103家植物標(biāo)本館(占全國(guó)活躍標(biāo)本館的50%)的740萬(wàn)份數(shù)字標(biāo)本(占全國(guó)總數(shù)字化標(biāo)本量的70%)，包括500萬(wàn)幅標(biāo)本照片。同時(shí)搭建了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)以及標(biāo)本數(shù)字化規(guī)范等20余個(gè)植物學(xué)輔助數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了種子植物電子檢索表、珍稀瀕危植物和栽培植物等10余個(gè)特色專題，總資源量達(dá)10T。

孔宏智說(shuō)，多年來(lái)，標(biāo)本館支持科研服務(wù)169次，外發(fā)數(shù)據(jù)量約215萬(wàn)條記錄，為中科院等70余家國(guó)內(nèi)外高校院所提供深度數(shù)據(jù)服務(wù);支撐科研項(xiàng)目128項(xiàng)，包括973項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目等;支撐發(fā)表論文600余篇，出版論著30余冊(cè)。