農學報導
極端氣候應變大計,國家林木種原庫不只是諾亞方舟
刊登日:108/06/24
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極端氣候已成常態,各國都在尋找種子育種,臺灣森林覆蓋率高達6 成,近年行政院農業委員會林業試驗所整理已創立60 年的「林木種子冷藏庫」,異地重建並升格為「國家林木種原庫」,以-20℃恆溫冷氣房保存紅檜、臺灣扁柏種子,放上幾千年也不是問題。這棟臺灣林木的「諾亞方舟」於2017 年12 月20 日正式啟用,為臺灣林木研究再添利器。
國家林木種原庫包含原來的林木種子冷藏庫軟硬體設施外,也包括種子研究室、林木基因體研究室、試驗溫室苗圃,其中林木種子冷藏庫是臺灣唯一針闊葉林木種原保存中心,負責長期保存各類林木種子,確保儲存種子品質,並研發林木種子保存、鑑定、發芽促進、休眠突破等新技術。
「林木種子保存是國家百年大計。」國家林木種原庫種子研究室主持人楊正釧表示,林木種子的採集保存與其他糧食作物不同,許多林木的生命週期長達幾百年甚至幾千年以上,種子採集需要長時間追蹤與大範圍調查,以符合生物多樣性保育、林業永續經營的目標。目前庫內主要儲存傳統造林樹種、天然林優勢樹種、珍貴稀有樹種、具綠美化潛力樹種及具藥用食用潛力樹種等五大類種子。
冷庫溫度精準,廣泛保存各類種子
1956 年,林木種子冷藏庫正式設立,目的是為了保存該年豐產的種子,方便之後造林育苗使用。隨著時代推進及政策改變,林木種子冷藏庫的任務如今已成為「臺灣重要林木基因資源保存基地」,肩負起保存臺灣珍稀樹種種子的責任。
有鑑於林木種子冷藏庫歷史已久,林業試驗所另擇地點重建,升級版的國家林木種原庫,24 小時縝密呵護珍貴林木,分設-20℃、4℃、15℃庫房。-20℃庫房儲存千百年以上的種子,4℃庫房儲存中短期壽命、溫度適合冷藏的種子,15℃庫房則儲存不能忍受低溫的熱帶植物種子,依照種子的狀態特性,提供適宜環境儲存。
國家林木種原庫的冷庫溫度,可精確控制在±1℃以內、相對濕度60%以下,足以儲存各類種子,目前約達總儲存空間的三分之一。「溫度一改變,它就會馬上通知。」楊正釧表示,國家林木種原庫配備了雙冷藏冷凍機組、簡訊通報系統與超溫警報系統,全年無休保護庫內珍稀種子。
種子獵人不只是野外尋寶,
時時肩負採種使命
每個種子壽命、保存條件都不一樣,「不同樹種種子有壽命限制,就像人大概能活100 歲,烏龜能活比較久一樣。」楊正釧表示,妥善保存各樹種種子是一大挑戰,通常耐乾旱種子才能被長期儲存運用,也有種子1 ~ 2 年即失去活力。
楊正釧舉例,像是臺灣特有種「臺灣水青岡」種子,最多只能放在1℃環境保存10 年,而紅檜、臺灣扁柏種子,乾燥冷凍後保存在-20℃,放上幾千年都沒有問題。2016 年林木種子冷藏庫的種子總計335種,2017 年卻只剩270 多種。
種子壽命不一,因此須頻繁採集,維持庫存完整,但受限於經費和人力,有些珍稀種子就在時間的流逝下凋零。例如,臺灣特有種「臺灣穗花杉」、臺灣四大奇木之一的「臺灣油杉」,種子皆不耐存放,目前庫內已無庫存,只能等待研究人員下次外出「打獵」時碰碰運氣了。
楊正釧笑稱自己是「種子獵人」,時常跑到野外採種,工作流程並不容易,為了將種子順利帶回來,「狩獵」時受傷也是常有的事。「像這次是有功而返,不一定每次都是這樣。」2017 年12 月初,他與團隊到北橫公路一帶採種5 天,幸運採回臺灣原生種瓊楠種子,卻只能儲存約1 ~2 年就會失去活性,須再重新採集。
楊正釧接著說,以前都是在11 ~ 12 月伐木季跟著入山採種,如果那年剛好是豐年,就能多採些種子回來。而現在沒有伐木之後,採集情況改變,自己時常利用在野外或爬山時隨機找種子。
不只儲存也研究,辨別臺灣林木DNA
此外,國家林木種原庫林木基因體研究室,則肩負起建立國內重要樹種基因指紋資料庫的任務,提供木材分類鑑定、林木育種、森林遺傳多樣性等保育策略。
林木基因體研究室助理研究員吳家禎表示,自己就曾做過大小果種油茶判定,也特地前往新竹縣觀霧地區、花蓮縣採種,進行山櫻花育苗及評估。
另外,像是近來因「牛樟芝」而大紅的臺灣特有種、珍貴闊葉樹五木之一「牛樟」,容易與臺灣中低海拔森林另外一種樟屬植物「冇樟」混淆,林木基因體研究室也透過分子生物學技術,針對這兩種物種的葉綠體基因體組,進行全基因體解序工作,更成功發表全世界第一篇樟科植物葉綠體基因體組序列資訊,成為全世界學術研究的重要里程碑。
牛樟在臺灣除了木材市場、苗木市場上流通販售,透過分析葉綠體基因體組序列,找出牛樟、冇樟的差異性DNA 序列,進行分子鑑定,也是木材鑑定上的一大利器,可以作為木材解剖鑑定工作的輔助證據。
設立種原庫已然成為各先進國家的重點政策,儲存種子既能廣泛地保存植物基因,又具有節省空間、低耗能與低人力需求等優點,是植物保種最經濟有效的方法。國家林木種原庫作為研究機構,並不對外開放參觀,如同一處不作聲的諾亞方舟,默默保存臺灣重要樹種的遺傳資源。
文/林宜潔 圖片提供/行政院農業委員會林業試驗所 (豐年6804)
國家林木種原庫包含原來的林木種子冷藏庫軟硬體設施外,也包括種子研究室、林木基因體研究室、試驗溫室苗圃,其中林木種子冷藏庫是臺灣唯一針闊葉林木種原保存中心,負責長期保存各類林木種子,確保儲存種子品質,並研發林木種子保存、鑑定、發芽促進、休眠突破等新技術。
「林木種子保存是國家百年大計。」國家林木種原庫種子研究室主持人楊正釧表示,林木種子的採集保存與其他糧食作物不同,許多林木的生命週期長達幾百年甚至幾千年以上,種子採集需要長時間追蹤與大範圍調查,以符合生物多樣性保育、林業永續經營的目標。目前庫內主要儲存傳統造林樹種、天然林優勢樹種、珍貴稀有樹種、具綠美化潛力樹種及具藥用食用潛力樹種等五大類種子。
冷庫溫度精準,廣泛保存各類種子
1956 年,林木種子冷藏庫正式設立,目的是為了保存該年豐產的種子,方便之後造林育苗使用。隨著時代推進及政策改變,林木種子冷藏庫的任務如今已成為「臺灣重要林木基因資源保存基地」,肩負起保存臺灣珍稀樹種種子的責任。
有鑑於林木種子冷藏庫歷史已久,林業試驗所另擇地點重建,升級版的國家林木種原庫,24 小時縝密呵護珍貴林木,分設-20℃、4℃、15℃庫房。-20℃庫房儲存千百年以上的種子,4℃庫房儲存中短期壽命、溫度適合冷藏的種子,15℃庫房則儲存不能忍受低溫的熱帶植物種子,依照種子的狀態特性,提供適宜環境儲存。
國家林木種原庫的冷庫溫度,可精確控制在±1℃以內、相對濕度60%以下,足以儲存各類種子,目前約達總儲存空間的三分之一。「溫度一改變,它就會馬上通知。」楊正釧表示,國家林木種原庫配備了雙冷藏冷凍機組、簡訊通報系統與超溫警報系統,全年無休保護庫內珍稀種子。
種子獵人不只是野外尋寶,
時時肩負採種使命
每個種子壽命、保存條件都不一樣,「不同樹種種子有壽命限制,就像人大概能活100 歲,烏龜能活比較久一樣。」楊正釧表示,妥善保存各樹種種子是一大挑戰,通常耐乾旱種子才能被長期儲存運用,也有種子1 ~ 2 年即失去活力。
楊正釧舉例,像是臺灣特有種「臺灣水青岡」種子,最多只能放在1℃環境保存10 年,而紅檜、臺灣扁柏種子,乾燥冷凍後保存在-20℃,放上幾千年都沒有問題。2016 年林木種子冷藏庫的種子總計335種,2017 年卻只剩270 多種。
種子壽命不一,因此須頻繁採集,維持庫存完整,但受限於經費和人力,有些珍稀種子就在時間的流逝下凋零。例如,臺灣特有種「臺灣穗花杉」、臺灣四大奇木之一的「臺灣油杉」,種子皆不耐存放,目前庫內已無庫存,只能等待研究人員下次外出「打獵」時碰碰運氣了。
楊正釧笑稱自己是「種子獵人」,時常跑到野外採種,工作流程並不容易,為了將種子順利帶回來,「狩獵」時受傷也是常有的事。「像這次是有功而返,不一定每次都是這樣。」2017 年12 月初,他與團隊到北橫公路一帶採種5 天,幸運採回臺灣原生種瓊楠種子,卻只能儲存約1 ~2 年就會失去活性,須再重新採集。
楊正釧接著說,以前都是在11 ~ 12 月伐木季跟著入山採種,如果那年剛好是豐年,就能多採些種子回來。而現在沒有伐木之後,採集情況改變,自己時常利用在野外或爬山時隨機找種子。
不只儲存也研究,辨別臺灣林木DNA
此外,國家林木種原庫林木基因體研究室,則肩負起建立國內重要樹種基因指紋資料庫的任務,提供木材分類鑑定、林木育種、森林遺傳多樣性等保育策略。
林木基因體研究室助理研究員吳家禎表示,自己就曾做過大小果種油茶判定,也特地前往新竹縣觀霧地區、花蓮縣採種,進行山櫻花育苗及評估。
另外,像是近來因「牛樟芝」而大紅的臺灣特有種、珍貴闊葉樹五木之一「牛樟」,容易與臺灣中低海拔森林另外一種樟屬植物「冇樟」混淆,林木基因體研究室也透過分子生物學技術,針對這兩種物種的葉綠體基因體組,進行全基因體解序工作,更成功發表全世界第一篇樟科植物葉綠體基因體組序列資訊,成為全世界學術研究的重要里程碑。
牛樟在臺灣除了木材市場、苗木市場上流通販售,透過分析葉綠體基因體組序列,找出牛樟、冇樟的差異性DNA 序列,進行分子鑑定,也是木材鑑定上的一大利器,可以作為木材解剖鑑定工作的輔助證據。
設立種原庫已然成為各先進國家的重點政策,儲存種子既能廣泛地保存植物基因,又具有節省空間、低耗能與低人力需求等優點,是植物保種最經濟有效的方法。國家林木種原庫作為研究機構,並不對外開放參觀,如同一處不作聲的諾亞方舟,默默保存臺灣重要樹種的遺傳資源。
文/林宜潔 圖片提供/行政院農業委員會林業試驗所 (豐年6804)
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