半个世纪的接力打造中国孢子植物信息库

2021-08-11 16:51:06

5代人,近50载接力,4330余万字,记录424科2255属19652种——《中国孢子植物志》已部分探明我国丰厚的孢子植物“家底”。

“在党的百岁生日之际,我们以此作为献礼!”在近日举行的“中国孢子植物志向中国共产党成立100周年献礼成果汇报会”上,中国科学院院士、中国科学院微生物研究所(以下简称微生物所)研究员庄文颖说。

“物种是基因的载体,我国丰富的孢子物种多样性是生物资源的宝库。当前,生物经济正处于起步阶段,孢子植物志将是自然界生物多样性和生物经济时代之间的桥梁。”《中国孢子植物志》编研工作发起人之一、中国科学院院士魏江春说。

摸“家底”,打造中国孢子植物信息库

“种子是裸子植物和被子植物的繁殖体,而孢子就是孢子植物和真菌等生物的‘种子’和繁殖体。”魏江春向《中国科学报》解释说,我国陆生和水生孢子植物资源极其丰富。

1972年,在北京友谊宾馆召开的中国科学院计划工作会议上,魏江春与中国科学院院士、中国海藻学研究奠基人曾呈奎先生共同提议设立中国孢子植物志编委会,以摸清我国相关生物资源的“家底”。

1973年,《中国孢子植物志》应运而生。

《中国孢子植物志》与《中国植物志》《中国动物志》并称“三志”,是记录我国孢子植物物种资源、形态解剖特征、生理生化形状、生态习性、地理分布及其与人类关系等方面的系列专著。其包括《中国海藻志》《中国淡水藻志》《中国真菌志》《中国地衣志》及《中国苔藓志》5个分志。

截至2021年6月,《中国孢子植物志》已出版113卷册。“这是经过48年的努力,全国102个单位370位作者的共同成果。”魏江春说。

以《中国海藻志》(已出版6卷)为例。该志涵盖蓝藻门、红藻门等7门类,半个世纪来采集海藻标本18万余号,完成馆藏标本数值化4.5万余号,1.6万号标本数据已上传国家标本资源共享平台。“这些标本未来还将实现大规模数字共享。”中国科学院海洋研究所博士王旭雷说。

中国科学院水生生物研究所研究员胡征宇介绍,目前,《中国淡水藻志》(已出版23卷)相关内容被用于指导地方环境保护、服务旅游开发等。如编研团队对长江干流、三峡库区、赤水河等浮游生物和着生生物多样性开展调查,对四川、贵州红石滩以及西北干旱区“玫瑰色”盐湖形成机制进行解析,相关成果在《中国国家地理》刊出后引起关注。

真菌是生命世界里除昆虫之外物种数量最多的生物类群。庄文颖介绍,目前我国已知菌物2.1万余种,40年来“增长了3倍”。已出版的《中国真菌志》(62卷)包含905属8873种真菌。“编研过程不仅是从自然界发现新物种的过程,也是开发利用生物资源、建设人才梯队的过程。”

“磨剑”,从学科“空白”到资源发掘

“在5个分志里,《中国地衣志》基础是最差的。”会上,魏江春回忆。1956年,在中国真菌学奠基人戴芳澜先生的建议下,中国科学院应用真菌学研究所(微生物所前身)从植物研究所分离出来后,我国才派人去苏联学习,填补地衣学科的空白。魏江春就是其中之一。

至今,他仍清楚地记得,《中国地衣志》编研之初,人员仅有三四人,标本也只有从国外交换的以及他们从8省采集的少量样本,被放置在微生物所一个15平方米的房间的柜子里。

“现在,我们的地衣标本已经有15万号,分布在全国十多个单位的地衣标本室里,成为科学研究的珍稀资源,也培育了一批地衣学的新生力量。”魏江春说。

今非昔比,中国科学院植物研究所研究员吴鹏程对此也深有体会:“1955年以前,苔藓植物学在中国基本上是空白的。几千种苔藓植物没有一个中文名字,也没有一个模式标本,甚至连苔和藓的概念也十分混乱。实际上,19世纪80年代就有外国人到中国采集了大量标本,但没有给我们留下一份。我国苔藓植物学奠基人陈邦杰先生曾说‘必须要有中国自己的研究者’。”

在他看来,国家的长期支持是《中国孢子植物志》完成的基础,保证了人员稳定、实验器材、野外科考和成果出版。目前《中国苔藓志》已出版10卷,不仅挥别了学科“空白”,还挖掘出丰富的基因资源。

“经过30多年的研究,国人不仅了解了‘青苔是什么’,还知道它们与环境有着不可分割的关系,发现苔藓(如小立碗藓)蕴藏着极佳的耐旱抗旱基因资源,蕴含着新药开发的前景。”吴鹏程期待,有朝一日,具有抗逆基因的苔藓植物能够成为空间科学实验的“新宠”。

据统计,从1993年至今年6月,《中国孢子植物志》共获得经费6379万元。对于一部集结百余家单位科学家持续编研48年的鸿篇巨制来说,这样的经费并不多,却为中国孢子植物学科发展奠定了坚实基础。

“我们要继续坚守初心,发扬老一辈科学家求真务实的精神,把五大分志完成,让科研成果惠及更多人。”微生物所副所长向华对《中国科学报》说。

下一个百年,领跑生物信息时代

从1973年至今,《中国孢子植物志》已历5届编委会——王云章、曾呈奎、魏江春先后担任主编。接下来,“接力棒”将交到庄文颖手上。

在庄文颖看来,下一步的任务仍然艰巨。譬如,《中国真菌志》编研涉及的类群不仅有真菌,还包括卵菌和黏菌;当前不少类群仍无人问津,迫切需要深入探讨。同时,随着我国真菌物种数量的增加,需要进一步加强研究的系统性。此外,随着国家志书编研经费投入的增加,应加速人才培养,推进基础研究与资源利用协同发展。

“国际化”是《中国孢子植物志》的另一个趋势。目前,《中国苔藓志》和《中国海藻志》多卷册已推出英文版,《中国地衣志》(英文版)已签订国际合作意向书并成立了国际合作编辑委员会。

“现在,分子生物技术已深入到孢子植物分类学当中,按照国际最新分类系统在英文版中进行重新编排,将为我国开发相关资源、促进学科发展起到积极作用,开创国内国际学术交流相互促进的新发展格局。”魏江春说。

他提出建设物种信息、物种标本、培养物“三大存取系统”,从而把生命科学研究与资源利用密切结合起来,构建从自然资源到生物经济的桥梁。

“结合英文版的启动,进一步完善《中国孢子植物志》的编研任务,以三大存取系统为目标,经过年轻一代孢子植物学家的努力,将使我国孢子植物志的编研处于世界领跑地位。”魏江春说。

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