程 蘋 盧 凡 張 鵬 馬俊才 王瑞丹

（1.科學(xué)技術(shù)部國家科技基礎(chǔ)條件平臺中心，北京 100862；2.中國科學(xué)院微生物研究所，北京 100101）

生物種質(zhì)資源又稱遺傳資源或基因資源,是指攜帶生物遺傳信息的載體，且具有實際或潛在利用價值[1]。種質(zhì)資源是現(xiàn)代生物科技的核心要素，是現(xiàn)代種業(yè)的基礎(chǔ)，是一個國家的戰(zhàn)略資源，其開發(fā)和利用能力及水平成為支撐國家經(jīng)濟發(fā)展不可或缺的條件之一，直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。21世紀(jì)，生物技術(shù)科技革命和產(chǎn)業(yè)變革孕育興起，以此目標(biāo)為導(dǎo)向，生物種質(zhì)資源的保護和開發(fā)利用成為世界范圍生物資源競爭的戰(zhàn)略重點之一。

我國在《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中提出要發(fā)展以動植物組學(xué)為基礎(chǔ)的設(shè)計育種關(guān)鍵技術(shù)，培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種[2]，同時面向2030年部署啟動了“種業(yè)自主創(chuàng)新、京津冀、健康保障”等一批體現(xiàn)具有國家戰(zhàn)略意義的重大科技項目。生物種質(zhì)資源的保護和利用已上升到國家的戰(zhàn)略高度。本文擬對此進(jìn)行初步探討。

1 生物種質(zhì)資源的種類與數(shù)量

我國是生物種質(zhì)資源大國，資源豐富、規(guī)模龐大，擁有許多獨特的珍稀動植物資源，資源豐富度位居世界前列。高等植物3萬余種，居世界第三位。重要栽培作物有500多種，包括30多種糧食作物，約90種經(jīng)濟作物，120余種蔬菜及花卉、果樹、牧草、綠肥，水稻和大豆原產(chǎn)于我國[3]。脊椎動物6300余種，超過世界總種數(shù)13%，有近1900多個家養(yǎng)動物品種和類群[4]。

新中國成立以來，經(jīng)過多次資源普查、征集和科學(xué)考察，生物種質(zhì)資源得以規(guī)?；⑾到y(tǒng)化和科學(xué)化的收集和保存。已保存農(nóng)作物種質(zhì)資源2700種、林木種質(zhì)資源2300種、野生植物種質(zhì)資源9500種、活體畜禽動物700余種、水產(chǎn)動物種質(zhì)資源近1800種、微生物菌種近21萬株[5]。隨著資源的積累和研發(fā)技術(shù)的開發(fā)，生物種質(zhì)資源研究水平不斷提升，分子標(biāo)記技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、分子設(shè)計育種等現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于我國種質(zhì)資源的創(chuàng)新與利用中，在我國動植物育種、轉(zhuǎn)基因新材料和新品系培育及“精確育種”的發(fā)展過程中提供了重要的技術(shù)支撐。生物種質(zhì)資源相關(guān)科學(xué)研究領(lǐng)域，產(chǎn)生了一批重大科研成果，在我國農(nóng)業(yè)、食品安全、生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。

2 生物種質(zhì)資源保存利用體系

生物種質(zhì)資源保存—利用—共享體系基本建成。在植物種質(zhì)資源保存方面，建立了原生境與非原生境保存相互結(jié)合并互為補充的植物種質(zhì)資源立體保存體系[6]。如我國已經(jīng)基本建成國家主導(dǎo)的作物種質(zhì)資源保護和管理體系，建立了長期庫、中期庫、復(fù)份庫、種質(zhì)圃和原生境保護點，長期安全保存作物種質(zhì)資源[1]；在畜禽種質(zhì)資源保存方面，建成了109個國家級畜禽保種場、22個保護區(qū)、6個畜禽基因庫，形成了以保護場（區(qū)）為主、基因庫為輔的保種體系[7]。在微生物資源的保藏方面，我國沿用國際上對微生物資源的主要保藏方法和機制，陸續(xù)建成了一批現(xiàn)代化微生物菌種保藏中心，包括中國普通微生物菌種保藏中心、中國藥學(xué)微生物菌種保藏中心等，核心職能包括菌種收集保藏、提供保藏服務(wù)、菌種鑒定，開展微生物資源和基因資源的分類、評價和利用等研究工作。根據(jù)科技基礎(chǔ)條件資源調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，截止到2016年年底，全國已建成316家植物保藏機構(gòu)、96家動物保藏機構(gòu)、90家微生物保藏機構(gòu)以及國家級人類遺傳資源數(shù)據(jù)中心。

根據(jù)國家科技基礎(chǔ)條件資源調(diào)查數(shù)據(jù)，截止到2015年年底，國內(nèi)共有600多家資源保藏單位，而大部分動物、植物、微生物、人類遺傳等資源主要集中保存在30家機構(gòu)中，保存總量達(dá)到約150萬份/株（種），約占全國同類資源的68.7%。如作物種質(zhì)資源庫，共保存了32萬多份資源，約占全國同類資源總量的35%；中國醫(yī)學(xué)細(xì)菌保藏管理中心，保藏微生物菌種資源1萬余株，約占全國同類資源總量的92%。

在國家科技基礎(chǔ)條件平臺建設(shè)專項下，建成了作物、林木、微生物菌種、人類遺傳、家養(yǎng)動物、水生生物等8個生物種質(zhì)資源領(lǐng)域共享服務(wù)平臺。平臺承擔(dān)了種質(zhì)資源的收集、保藏、數(shù)字化并實現(xiàn)了資源信息化服務(wù)，特別是對于生物種質(zhì)資源的共享和有效利用發(fā)揮了重要作用。以作物平臺為例，截至2017年年底，我國已保存各類作物種質(zhì)資源49.5萬份，年共享利用資源8.1萬份次，20多萬人次進(jìn)入平臺獲取資源，平臺向企業(yè)、科研院提供的實物資源達(dá)到4萬多份[8]。在我國30個重要生物資源保藏庫館中，國家作物種質(zhì)庫、國家油料作物種質(zhì)資源中期庫、中國農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心、廣東省淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源庫等17個保藏庫館都是國家科技基礎(chǔ)條件平臺成員單位。中國生物種質(zhì)資源的保護和共享利用在國家科技基礎(chǔ)條件平臺的大力支持下，取得了長足的歷史性進(jìn)展[9]。

3 生物種質(zhì)資源保護利用存在的問題

（1）生物種質(zhì)資源豐富但開發(fā)利用相對滯后

我國生物種質(zhì)資源保藏豐富，但對生物資源的性狀鑒定、功能挖掘不足，特別是在新功能基因、新蛋白、新活性物質(zhì)的基礎(chǔ)研究方面與發(fā)達(dá)國家尚有差距，而在應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面主要以跟蹤模仿為主。究其原因主要有以下3個方面：一是尚未摸清資源家底。面向全領(lǐng)域的資源摸底調(diào)查尚未完全鋪開，資源調(diào)查的數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)普查數(shù)據(jù)還未有效結(jié)合。二是在生物種質(zhì)資源保護和利用方面資源保藏的投入力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于資源研究的投入力度，國內(nèi)尚未建成能夠開展規(guī)?；锕δ茉u價和研發(fā)的技術(shù)集成平臺，通常的保藏單位注重收集保藏和分類學(xué)性狀的鑒定，而沒有開展功能評價，使得資源收集、保藏、共享和服務(wù)利用環(huán)節(jié)之間連接性不夠緊密，制約了資源的利用。三是國家層面的生物種質(zhì)資源共享機制尚不完善。生物種質(zhì)資源分散在不同機構(gòu)，資源重復(fù)投資、低水平重復(fù)開發(fā)現(xiàn)象仍然存在，資源的開放共享力度有待增強。

（2）生物種質(zhì)資源收集不夠，流失問題較為突出

我國已收集的生物種質(zhì)資源數(shù)量僅占世界報道總數(shù)的10%。如作物種質(zhì)資源保存超過48萬份，保藏量居世界第二位，但其中只有20%來自其他國家，相比作物種質(zhì)資源居世界第一位的美國，保存量達(dá)到60多萬份，80%是其他國家的資源。我國對部分生物資源雖然已經(jīng)規(guī)?；剡M(jìn)行了收集、搶救和保護，但是一方面我國幅員遼闊，資源種類豐富，限于人財物力，對生物資源的實地勘探尚不能全方位開展，尚未采集到的資源有可能隨著時間和環(huán)境失去而消失；另一方面他國以采集標(biāo)本、學(xué)術(shù)交流、聯(lián)合科研等名義從我國取得生物資源，帶回本國通過申請專利據(jù)為己有，如我國野生獼猴桃成為新西蘭奇異果、北京鴨成為英國雜交櫻桃谷鴨，這都是源于我國特有生物遺傳基因的流失。

（3）生物種質(zhì)資源政策制度和管理體系尚不完善

我國生物種質(zhì)資源相關(guān)的法規(guī)制度還不健全，管理體系尚未完全建立。表現(xiàn)為以下3個方面：一是缺乏嚴(yán)格有效的知識產(chǎn)權(quán)管理法規(guī)。生物種質(zhì)資源知識產(chǎn)權(quán)的形成和保護不足，資源過度利用、非份額貿(mào)易、生物剽竊等現(xiàn)象的存在引起資源的破壞。二是資源保護和利用方面的相關(guān)法律法規(guī)相對滯后，如我國只有《野生動物保護法》，但缺乏動物種質(zhì)資源保護和利用方面的法律法規(guī)，同樣情況也存在于植物、微生物等其他資源，而人類遺傳資源領(lǐng)域的相關(guān)法律法規(guī)更是缺失。三是資源管理有待加強。資源的收集、保藏、共享利用工作缺乏總體布局和統(tǒng)一部署，資源的保護與發(fā)展尚不能與國家對資源的總體需求緊密相連，資源利用的合理性、有效性受到一定的限制。

4 發(fā)達(dá)國家生物種質(zhì)資源保護利用的趨勢

（1）加大資源保護力度。隨著《生物多樣性公約》《糧食和農(nóng)業(yè)植物遺傳資源國際條約》等國際公約的實施，國際上已逐步形成了以基因資源產(chǎn)權(quán)保護為核心的資源全方位保護利用法規(guī)。例如：美國建有完善的植物種質(zhì)資源保存法律法規(guī)體系，并實施多項計劃完善生物種質(zhì)資源保存。美國頒布了多部法規(guī)，如《國家遺傳資源保護法》《植物專利法》《植物品種保護法》《瀕危物種法》，還制定了《珍稀物種保護條例》《作物種質(zhì)資源管理條例》《國外遺傳資源搜集指導(dǎo)依據(jù)》等具體管理規(guī)范。

（2）深入資源的鑒定評價，并逐漸形成規(guī)模，發(fā)現(xiàn)了大量的優(yōu)異資源和關(guān)鍵基因。發(fā)達(dá)國家特別關(guān)注對重要生物種質(zhì)資源的評價、發(fā)掘和可持續(xù)利用方面的深度研發(fā)。發(fā)展以基因組測序技術(shù)、基因編輯技術(shù)、DNA條形碼技術(shù)、分子育種技術(shù)、實驗動物替代技術(shù)等前沿技術(shù)，進(jìn)一步提升生物種質(zhì)資源的研究及開發(fā)能力，并取得一系列重大突破。如基于基因編輯技術(shù)的爆炸性發(fā)展，構(gòu)建了海量各種類型的生物模型資源，這些生物資源的開發(fā)利用，在疾病治療、動植物新品種、科學(xué)研究動物模型、新的化合物及能量來源的開發(fā)等領(lǐng)域都具有極大的應(yīng)用前景。

（3）積極收集資源，挖掘生物種質(zhì)資源的潛在價值。各國積極收集生物種質(zhì)資源，從19世紀(jì)末至今俄羅斯開展了220余次世界范圍的植物種質(zhì)資源收集，其國家資源庫藏包括來自130多個國家和地區(qū)；美國的全球生物種質(zhì)資源收集工作從上世紀(jì)開始，其保存的植物種質(zhì)資源80%來自其他國家；日本利用地理位置持續(xù)收集東南亞和南亞各國水稻種質(zhì)資源；印度在農(nóng)作物種質(zhì)資源的收集保存數(shù)量方面已經(jīng)逐漸接近我國現(xiàn)有水平。隨著世界各國戰(zhàn)略性資源競爭的激烈和保護與利用力度的加大，發(fā)達(dá)國家和壟斷企業(yè)通過占有農(nóng)作物和畜禽種質(zhì)資源基因，操控著世界范圍作物和畜禽生產(chǎn)供應(yīng)鏈。例如美國杜邦公司是最大的種子專利企業(yè)之一[10]。

（4）建設(shè)完善國家級生物種質(zhì)資源保藏和保護和利用體系。許多資源大國依據(jù)生態(tài)區(qū)布局，建立了兼具收集、保存、檢定和研發(fā)等環(huán)節(jié)的全鏈條種質(zhì)資源創(chuàng)新體系。例如：美國模式培養(yǎng)物集存庫是全球最大的生物資源庫，擁有2.9萬多種不同品系的動物細(xì)胞和微生物培養(yǎng)體，國家遺傳資源保存中心保存了動植物和微生物資源51萬多份，其中82%為種子，8%為離體或組織培養(yǎng)材料；英國皇家植物園邱園（“千年種質(zhì)庫”），是世界最大的野生植物庫；法國設(shè)立國家冷庫，用來保存畜禽的精液和胚胎；荷蘭動物遺傳資源中心收集了61個品種的5701個個體動物遺傳物質(zhì)。

5 結(jié)語與建議

充分占有和有效利用生物種質(zhì)資源是發(fā)展生物科學(xué)和生物經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)。在生物科學(xué)和生物經(jīng)濟迅猛發(fā)展的重要時期，誰擁有足夠多的種質(zhì)資源和先進(jìn)的生物技術(shù)，誰就取得了生存和發(fā)展的主動權(quán)和有利條件。在生物種質(zhì)資源發(fā)展的國際新形勢下，我國生物種質(zhì)資源的保護和利用面臨著更為嚴(yán)峻的考驗。為加強我國生物種質(zhì)資源保護和共享利用，借鑒發(fā)達(dá)國家的一些經(jīng)驗，提出如下思考與建議。

（1）依靠政策法規(guī)制度的完善加強對資源的科學(xué)保護和合理利用

圍繞生物種質(zhì)資源保護，在國際知識產(chǎn)權(quán)競爭格局下，加強生物種質(zhì)資源自我知識產(chǎn)權(quán)保護，穩(wěn)定國家資金投入，建立公益性、戰(zhàn)略性種質(zhì)資源的保護機制，加強資源監(jiān)測，按照資源類別布局保種體系。一要加強本國生物種質(zhì)資源的保護和利用。統(tǒng)一規(guī)劃并制定實施國家生物資源保護計劃，推行生物種質(zhì)資源保護和合理利用政策，形成生物種質(zhì)資源保護和利用的政策與行動能夠在統(tǒng)一規(guī)劃下運行的機制。建立植物、動物、微生物等重要生物種質(zhì)資源的保護體系和資源信息系統(tǒng)，加強資源保護力度，推動共享利用，不斷擴大資源保護和利用的可持續(xù)性。二要研究制定生物資源保護和利用法。基于當(dāng)前種質(zhì)資源國際交流與獲取活動的頻繁和便利，更應(yīng)該提高種質(zhì)資源的知識產(chǎn)權(quán)保護意識，對資源的搜集與保存、品種保護、出境監(jiān)管、科學(xué)研究等重要方面執(zhí)行法律規(guī)定和約束，加強對資源保護和利用的監(jiān)督與管理，以防止物種和遺傳資源的流失，從而積極應(yīng)對“基因主權(quán)”爭奪戰(zhàn)。三要增強我國作為《生物多樣性公約 》（Convention on Biological Diversity，CBD）締約國享有的主權(quán)地位，確保我國在生物種質(zhì)資源保護、利用和開發(fā)的國際交流中能夠切實得到CBD規(guī)定的知情同意、利益共享、來源披露等法律機制的支持，以保障我國生物資源主權(quán)保護和利用的國際地位。

（2）建設(shè)具有國際先進(jìn)水平的國家級生物資源庫（館），實現(xiàn)資源的可持續(xù)建設(shè)

在現(xiàn)有國家資源庫的基礎(chǔ)上，推動建設(shè)統(tǒng)一的“生物種質(zhì)資源中心”，作為全國植物、動物、微生物、人類遺傳資源等生物種質(zhì)核心資源的國家級備份庫，以應(yīng)對不可預(yù)知的生物安全“危機”。同時，在科技資源共享服務(wù)平臺現(xiàn)有資源與有效服務(wù)機制的模式和基礎(chǔ)上，不斷完善種質(zhì)資源保存體系，分類建設(shè)國家級生物種質(zhì)資源庫。一是在統(tǒng)一的生物種質(zhì)資源保護規(guī)劃下，定位現(xiàn)有資源優(yōu)勢保存單位，圍繞國家戰(zhàn)略需求，形成一批國家級資源保藏庫館，重點保護國家級資源品種，兼顧新發(fā)現(xiàn)資源，在統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范下持續(xù)開展重要生物種質(zhì)資源的采集與整理，建立資源數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)資源的實體保存和信息化存放。二是實行種質(zhì)資源的匯交制度，實現(xiàn)在科技成果中形成的新的資源，包括實體資源和信息資源，向國家級資源庫館匯入的機制，從而保障資源的不流失和科研成果的固化和再利用。三是進(jìn)一步推進(jìn)生物種質(zhì)資源的開放和共享利用政策的實施，不斷強化資源開放共享理念的深入和落地，使資源真正成為科學(xué)家和科研工作者手中的工具而不是柜子里面的財富。

（3）加強標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和技術(shù)研發(fā)

研制和建立符合現(xiàn)代化資源保存和利用需求的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、質(zhì)量控制體系，突破一批生物種質(zhì)資源研發(fā)的關(guān)鍵核心技術(shù)，提升種質(zhì)資源的保存能力和利用水平。一是建立完善的資源評價體系，制定種質(zhì)資源的評價方法和標(biāo)準(zhǔn)，對資源庫中的資源開展系統(tǒng)的鑒定和評價，篩選出優(yōu)良種質(zhì)支撐育種和新品種培育。二是建立統(tǒng)一的生物種質(zhì)資源共性描述規(guī)范和數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的原則與方法，同時按照資源類別，根據(jù)各類資源的不同特性分類制定描述規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制規(guī)范，以推動資源保存的標(biāo)準(zhǔn)化、信息化。三是推動生物種質(zhì)資源研究分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)（DNA分子標(biāo)記）、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、分子設(shè)計育種等生物技術(shù)在資源創(chuàng)新與利用中的應(yīng)用，發(fā)掘優(yōu)良基因，建立基因文庫[11]，提升科學(xué)育種能力。