江苏省农业种质资源综合基因库内部。 张宣 摄

□ 本报记者 张 宣

在江苏省农科院东北侧的坡地上，一座灰白相间的现代建筑群正悄然崛起。高达9米的钢结构货架、穿梭其间的橙色机器人、泛着冷光的液氮存储罐……这座看似神秘的“科技堡垒”，是承载了江苏农业未来30年育种希望的“基因方舟”——江苏省农业种质资源综合基因库。

作为国家种业振兴战略的关键落子，该基因库自2021年立项以来，历经三年建设，即将在今年下半年交付使用。面对国际种业竞争加剧、生物技术革命浪潮涌动的新形势，这座保存容量达55万份的“种子银行”，如何在保障粮食安全与推动种业振兴进程中发挥作用？近日，《科技周刊》记者来到现场，揭开这座综合基因库的科技密码。

破局与重构——

化解“容量危机”跨越“基因解码”

2月21日，记者来到江苏省农业种质资源综合基因库，这座全新建筑在阳光映射下透着科技感光泽。建筑面积1.33万平方米的“种子方舟”已完成主体建设，进入内部装修和设备安装阶段。记者走近仰看，主体建筑分为左右两大功能区。“这两大功能区分别为种质鉴定实验楼和低温种质库。”江苏省农科院种质资源与生物技术研究所党总支书记、副所长徐红兵说。

“这座新库对江苏的种业发展具有里程碑意义。”徐红兵介绍，老库始建于2008年，以-4℃低温保存农作物种子，但功能单一、容量仅15万份，随着种质资源日益增长，如今已超负荷运行。传统的活体保存方式周期短、风险高、成本高，一旦遇到洪涝灾害、非洲猪瘟这类风险，种质资源可能永久丢失。旧库的瓶颈不仅体现在存储容量的限制，还存在保存方式单一、设备老旧的问题。

与旧库相比，新的综合基因库在容量和保存技术上实现了显著突破，弥补了不足。“首先，新的低温库区域采用了更为先进的保温材料和冷藏技术，能确保种质样本安全保存50年以上。”江苏省农科院种质资源与生物技术研究所研究员颜伟告诉记者，低温库用于中、长期保存，库区技术参数令人瞩目：中期库设定-4℃±2℃、相对湿度<50%，可保存样本15—20年；长期库-18℃±2℃的环境可维持种质活性超50年。墙体采用304不锈钢+20cm阻燃聚氨酯复合结构，大大降低了热传导，增加了安全性。颜伟特别提及“基因解构”的突破：“新增的种质鉴定实验楼配备高通量测序仪，可解析种子基因图谱，从种质样本实物保存跃升至基因保护维度。”

此外，还设有短期库，4℃的环境用于临时保存种质样本；设有生物样本超低温库（即液氮保存区），温度低至-196℃，能够保存动物精液、受精卵和微生物孢子、菌丝体等；并建设了试管苗库、DNA样本库，结合现有的种质圃和保种场，实施原位保护和异地保存相结合、活体保存与遗传材料保存互为补充的农业种质资源保护模式，实现从短期到数十年周期的多级保护。这个全新的设计将种质资源的存储质量提升至国际先进水平。

徐红兵表示，新库项目以“全维保存”为设计理念，保存容量提升至55万份，涵盖种子（35万份）、试管苗（3万份）、超低温样本（7万份）、DNA片段（10万份）。保存对象扩展至植物休眠芽、畜禽胚胎、微生物菌丝体等七大类。具体而言，新库的设计定位不仅仅是保存种质资源，更关注如何从“保存资源”到“解构基因密码”的跃迁。新库通过新增的种质鉴定实验楼，为基因研究提供了坚实基础，帮助科研人员深入发掘和利用基因资源。

智慧革命——

机器人接手“冰柜管理员”

新建的江苏省农业种质资源综合基因库不仅在规模和保存能力上取得了显著进展，而且引入了一些前沿的科技成果，使得种质资源的管理更加高效和智能化。其中最为亮眼的是定制存取机器人和AGV（自动导向）小车。

步入长期库区，7米高的货架间穿行的橙色堆垛机成为焦点。这是江苏首套种质资源智能存取系统，包含激光导航AGV小车、机械臂和智能传送装置。“过去人工存取要忍受-4℃低温，现在只需在控制室输入指令，机器人就能精准定位样本。”徐红兵介绍，定制的存取机器人通过一体化管理系统与货架进行互动，确保每一份种质样本都能在极短的时间内被准确取出或存入，同时避免了种子在搬运过程中的挤压损坏。该系统操作起来既简单又高效，大大提高了样本存取的速度。

颜伟解释，自动化传输系统与传统人工操作不同，类似现代物流系统的“黑灯”工厂，不仅能大大提高效率，保证存取精准性，还能避免极端低温对工作人员的健康损害。

更重要的科技革新藏在“种子银行”数据库中。颜伟介绍，项目建成后，依托江苏省农业科学院种质资源与生物技术研究所建立的种质资源一体化管理系统，构建“三库一平台”运管体系，实现对实物样本、基因信息、表型数据精准管理。通过整合基因组、代谢组等多项数据，供科研机构进行合作与共享。申请者可在线查询索取资源。据了解，平台已向省内外科研育种单位共享发放种质资源超5万份，有力支持了科学研究和作物育种创新。

项目的安全设计同样“硬核”：两栋主体建筑间距12米，配备独立消防系统；液氮罐区设置双重气密门；样本流转通道采用双层温控门设计，将冷媒输送距离压缩至40米内。徐红兵表示：“系统设定‘黑盒模式’，所有操作自动记录，确保运行数据可追溯。”

国家战略与民生担当——

让更多“苏”字号种子破土而出

在徐红兵看来，在全球种业竞争愈发激烈的背景下，江苏省农业种质资源综合基因库的建设显得尤为重要。江苏地处南北气候过渡地带，生物资源丰富，农耕文明历史悠久，有深厚的种质资源沉淀。“种质资源是‘农业芯片’，直接关系粮食安全主动权。”徐红兵列出一组数据：江苏保存的6.49万份国内外种质中，经不完全鉴定有14%具有耐盐、抗病、优质等珍贵特性。基因库的建成将为种业振兴和区域农业发展提供基础支撑。

此外，为了实现绿色可持续发展，针对“碳中和”目标，项目建设伊始就选用R449A环保制冷剂，搭配热回收系统，压缩机余热可回收化霜除湿。建筑本体设计寿命达100年，顶部预留光伏板接口，未来可与新能源系统并网。颜伟说：“这些先进的环保技术不仅提升了基因库的节能效果，还符合国家对绿色建筑的要求。”

按照计划，这座“农业诺亚方舟”将于今年下半年正式投用。这一设施的建成将极大地满足未来30年农业育种、基础研究和产业化发展的种质保藏需求，投用后，科学家将依托这一基因库开展种质资源的鉴定、评价与创新研究，持续推动农业品种的改良与创新。“届时我们将围绕优质水稻、抗病小麦、特色玉米等方向，开展种质资源鉴定、优异基因挖掘等系统研究。”徐红兵展望，“让更多‘苏’字号种子破土而出，助力中国碗盛满中国粮。”

站在12米高的连廊俯瞰，这座承载着育种希望的基因库已蓄势待发。从保存到解构，从保护到共享，江苏正以科技之力筑牢种业根基，为端稳“中国饭碗”注入源头活水。