古詩云,“春種一粒粟,秋收萬顆子。”小小的種子,被稱為農業的“芯片”,蘊藏著豐收的密碼。如何將種子安全保存5年、10年甚至數十年?在種質資源基因庫里能夠找到答案。
在紫金山南麓,江蘇省農業種質資源綜合基因庫項目今年進入建設“沖刺”階段,項目主體結構已完工,正在進行室內裝修工程施工和室外環境工程施工,預計今年下半年交付使用,屆時將達到保存55萬份農業種質資源樣本的保存能力,保存質量和研究利用水平均達國際先進水平。
建于山坡上,有兩大功能區
2月19日上午,記者來到位于玄武區孝陵衛街道的江蘇省農業種質資源綜合基因庫項目建設現場,在省農科院園區東側一處山坡上,可見一座嶄新的現代建筑,外墻覆以淺黃、深灰相間的花崗巖,在陽光的照耀下,明亮的玻璃幕墻和銀灰色金屬幕墻熠熠生輝,建筑整體風格典雅莊重又不失科技感。
種質資源綜合基因庫是開展農業種質資源收集保護、鑒定評價、創新利用的重要基礎科學設施,也是推動我省農業科技創新和種業振興的標志性工程。為有效改善現有種質資源庫庫存不足、保存手段單一、信息化及現代化程度較低等問題,2021年,江蘇省政府批復立項建設江蘇省種質資源綜合基因庫項目,并于2023年6月正式啟動建設,項目整體規模為13300平方米,建設種質鑒定實驗樓、低溫種質庫兩大功能區。
走進低溫種質庫功能區,入目是層層疊疊的樣品貨架,制冷機組等專用設備已安裝就緒。庫區內壁為一堵泛著金屬光澤的保溫墻,在尚未安裝門的門框處,記者觀察到了保溫庫墻的構成——兩層厚厚的不銹鋼板材,中間夾著約20厘米厚保溫材料。項目建設實施單位、省公建中心該項目負責人陳李彬介紹,低溫庫四周包括頂部、底部均由這樣的“墻”包裹,配合制冷除濕設備使庫內達到低溫、低濕等保存條件,形似在鋼筋混凝土建筑中建造了一個低溫“休眠艙”。
根據規劃,低溫庫三層為中、長期庫,其中中期庫儲藏溫度-4±2℃,空氣相對濕度小于50%,種子樣本可以安全存活15至20年,長期庫儲藏溫度-18±2℃,種子樣本可以安全保存50年以上。二層為短期庫,設定溫度為4℃,用于種質樣本的臨時保存。一樓設置了生物樣本超低溫庫,利用液氮罐保存畜禽的精液、受精卵、胚胎,植物的花粉、休眠芽,微生物的孢子、菌絲體等農業生物樣本,罐中-196℃的低溫環境可使所儲樣本的生命活動幾乎停滯,細胞處于永久的存活狀態。
機器人“助手”,存取更高效
據江蘇省農科院相關負責人介紹,早在2008年,省農科院建成江蘇省農作物種質資源庫中期庫,承擔全省農作物種子類種質資源和區試標準品種的保藏任務,保存各類遺傳資源近15萬份,種質庫現處于超負荷運行狀態。江蘇省農業種質資源綜合基因庫項目建成后,將達到保存55萬份農業種質資源樣本的保存能力,總量提升3.3倍,保存質量和利用水平均達到國際先進水平。
應對大幅提升的保存量,在項目規劃建設伊始,也融入“智慧”元素。
記者在中、長期庫區看到,兩側高大的貨架之間的地面上,一根長長的導軌貫穿始終,盡頭是一個橙色的堆垛機,這是項目引入的自動化存儲設備,包括自動化立體庫貨架與存儲單元、自動堆垛機系統、輥道輸送機系統、搬運機器人、挑揀機器人、庫外傳送機構及識別系統、智能雙道門及聯動控制、庫內一體化視覺系統、庫外操作終端等。
區別于4米高的短期庫,中、長期庫貨架高達7米,且樣本量更大。依托自動化存儲設備,工作人員可通過終端操作機械臂,存取資源樣本效率更高。在施工時,專業團隊參與設備安裝質量管理,包括貨架片是否垂直、儲存單元是否水平、堆垛機運行是否平穩、自動化挑揀操作是否精準等。“安裝誤差要求不超過1毫米,以便在后期運行時實現精準存取。”陳李彬介紹道。
全力沖刺,助力種業振興
早在建設啟動伊始,項目就跑出了“加速度”。在施工許可證辦理過程中,南京市、區多部門及屬地街道積極協調、密切配合,在嚴格遵循相關程序與審批流程的前提下,前置材料提交后僅2個小時,項目施工許可證正式獲批、允許施工。
在建設過程中,項目作為江蘇省級政府投資集中建設項目,省公建中心作為建設單位,按照管理要求主動對接使用單位省農科院和項目設計單位、施工單位、監理單位,定期召開工程例會,優化工程設計,強化工程質量管理和安全監管,確保生產安全和工程質量。
項目建設地塊東西最大高差近9米,在設計時,項目利用現有地形地勢,合理布局人防工程和停車庫,并以連廊串聯低溫區與實驗樓,既保證了儲藏區的防震和消防要求,也提高了樣本流轉效率。綜合基因庫實驗樓內提前規劃了基因評價實驗室、學術研討區、標本展陳區等多個功能分區,為未來種質資源的深入研究和科學利用奠定基礎。
據悉,江蘇省農業種質資源綜合基因庫項目將于今年下半年交付使用,將滿足我省未來30年農業育種、基礎研究、產業化發展需求。投用后,農業科學家將圍繞我省農業發展需求,依托綜合基因庫開展種質資源的鑒定評價研究,持續發掘優異基因,不斷推動種質創新改良,培育出更加優秀的新品種,讓百姓“飯碗”端得更穩。
值得一提的是,在項目不遠處,毗鄰省農科院的生物育種鐘山實驗室項目,今年上半年也有望打下“第一樁”,對標打造全國一流、世界領先的種業研發核心科技創新高地。重大項目全力沖刺,一粒粒“種子”生機勃發,以科技創新引領新質生產力,奮進在 “希望的春天”里。
通訊員 彭海洋
南京日報/紫金山新聞記者 鄧露潔