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生命密码2：人人都关心的基因科普 [:1700232036]
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生命密码2：人人都关心的基因科普 给生命做一个备份
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如果地球即将毁灭，如何让地球上的生命延续下去？《圣经》中挪亚的做法是在灭世洪水到来前建造方舟，将世间所有动物都挑选一雌一雄上方舟避难，等洪水退去后再踏上陆地，让这些动物繁衍后代，不致绝种。
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科幻电影《流浪地球》中的“火种计划”与挪亚方舟有异曲同工之妙。地球危在旦夕时，国际空间站“冷藏了30万人类受精卵、1亿颗基础农作物种子，储存着全球的动植物DNA图谱，并设有全部人类文明的数字资料库，以确保在新的移民星球重建完整的人类文明”，作为地球生命与文明的备份。假如地球未能逃过这次劫难，国际空间站将是人类延续的希望。
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而在现实中，因为环境、气候、人类活动等原因，随时都有物种走向灭绝。据统计，全世界每天有75个物种灭绝，每小时有3个物种灭绝。为了保存资源，各国科学家也在积极给有价值的物种备份，世界各地的种子库和基因库等机构就承担着这样的使命。
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世界各地的种子库
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在距离北极点1 000公里的挪威斯瓦尔巴群岛山洞中，收藏着来自世界各地的1亿粒农作物种子。存放种子的仓库一直保持-18℃的低温，普通农作物的种子在这种状态下能保存1 000年，而高粱等生命力强的农作物种子，甚至能保存上万年。仓库墙壁为1米厚的混凝土，从大门到仓库内部要经过5道防爆门，安全性极强，就连地震、核武器、冰山融化造成的海平面上升，都难以对仓库造成损害。
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末日种子库（摄影：李宁）
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这座种子仓库落成于2008年，被世人称为末日种子库（“Doomsday”Seed Vault），是全球最大、最安全的种子库，因为其中涵盖了世界各地4 000多种农作物品种，又被誉为“植物挪亚方舟”。虽然不少国家都有自己的种子库，但各国还是愿意在更为安全的末日种子库里多保存一份种子，在本国种子库因为战乱、自然灾害被毁时，还能动用末日种子库的储备，使本国农业不致瘫痪。
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末日种子库于2015年首次接收到提取种子备份的申请，这一申请来自战火纷飞的叙利亚。叙利亚阿勒波市的植物种子库在战争中失去了所贮存的部分种子，万幸的是，被毁的种子在末日种子库还有备份。因此叙利亚向末日种子库申请提取先前贮存在此的130箱种子，这些种子中包含了11.6万个样本，令叙利亚农业种质的危机得以消除。
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截至2010年，世界各地共有1 750座种子库，其中年代最久远的是位于俄罗斯圣彼得堡的瓦维洛夫全俄植物科学研究所（All-Russian Vavilov Crop Scientific Research Institute）种子库。从1916年起，俄国著名植物学家尼古拉·瓦维洛夫（Nikolay Vavilov）为了解决粮食短缺问题，在全世界范围内考察、搜集各种农作物及可食用野生植物的种子，最终在圣彼得堡建立了世界上第一座种子库。二战期间由于物资匮乏，就职于种子库的十多名科学家都死于饥饿，但他们直到饿死，也没有去吃种子库中的粮食种子。最终，这些宝贵的种子在战乱中得以保存，成为留给后人的宝贵基因资源。
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除了已驯化的农作物，野生植物也是重要的基因资源，尤其是一些农作物的野生近缘品种，它们可能携带了抗逆、高产等优质基因，可用于与农作物杂交培育优良的新品种。而一些野生植物中所含的药用物质，比如青蒿素、紫杉醇、奎宁等，更是人类对抗顽疾的希望。这些都是极为宝贵的野生植物资源，能让人类受益无穷。为了获取更多野生植物资源，一些国家还有职业的种子猎人，专门发掘、盗取其他国家有价值的野生植物。
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世界最大的野生植物种子库是位于英国皇家植物园——邱园的千年种子库（The Millennium Seed Bank），它目前保存了来自50多个国家和地区的35 039种野生植物的种子，占全世界有花植物物种的10%。而全世界第二大的野生植物种子库则是中国云南省昆明市的西南野生生物种质资源库，此机构不但设立了种子库，还设有植物组织库、DNA库、微生物种子库、动物种质库等野生生物资源库。
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英国千年种子库内部（摄影：毛倩）
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而为种子库收集种子的植物学家们，每年远行数万公里，在荒无人烟的原始森林、高山荒野中采集样本，饱受风吹日晒，只为寻求一颗有价值的野生种子。我国植物学家钟扬一生在青藏高原行走50多万公里，采集了4 000多万颗种子，坚信“一个基因可以为一个国家带来希望，一粒种子可以造福万千苍生”。
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国家基因库
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但从科学角度来说，种子库远远不能满足保存动植物资源的需要，更方便、有效的做法是把所有生物的遗传信息都存储下来，现代科技已经能人工合成染色体，只要知道灭绝生物的DNA序列，便有望合成该生物的染色体，通过克隆技术使此生物复活。这也是《流浪地球》里空间站要储存全球动植物DNA图谱的原因。
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储存生物遗传信息的地方，便是基因库。目前全世界共有4座基因库，分别是美国国立生物技术信息中心（National Center for Biotechnology Information，NCBI）、欧洲生物信息研究所（EMBLEuropean Bioinformatics Institute，EMBL-EBI）、日本DNA数据库(DNA Data Bank of Japan，DDBJ)和中国国家基因库（China National GeneBank，CNGB）。中国国家基因库落成于2016年9月22日，在深圳市大鹏新区观音山脚下依山而建，造型酷似巨大的梯田，是目前全世界最大的基因库。
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（夜幕中的中国国家基因库 摄影：莫奥阮）
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与其他基因库不同的是，位于深圳的中国国家基因库不光储存生物遗传信息数据，更是一个综合性的基因库，已初步建成“三库两平台”的业务结构和功能。“三库”由生物样本资源库、生物信息数据库和动植物资源活体库组成，建立了样本、数据、生命体“存”的能力；“两平台”为数字化平台、合成与编辑平台，建立了“读”与“写”的能力。
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其中，生物样本资源库已建设成为高通量、低成本、自动化的综合性生物样本库，拥有千万级可溯源、高质量样本的存储能力；生物信息数据库已建设成为高效、安全的生命科学领域信息数据分析平台，数据存储能力达88Pb，计算能力691万亿次/秒；动植物资源活体库致力于建设数字化的生物多样性基地和生物资源库。数字化平台已建设成为全球领先的基因组“读”平台，成为国产化、Pb级基因组数据产出中心，数据产出能力达到20Pb/年，相当于一年20万人全基因组的产出规模；合成与编辑平台搭建了全球领先的基因组“写”平台，曾参与著名的人工合成酵母基因组计划，目前已形成千万碱基/年的合成能力。
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