做強中國“芯”端穩(wěn)中國飯碗

汪蕙

科技創(chuàng)新是打贏種業(yè)翻身仗的重要支撐。當(dāng)前，我國在育種技術(shù)、育種體系方面都取得了不少成績，但要真正打好種業(yè)翻身仗，亟需在育種新技術(shù)領(lǐng)域取得突破并將其作為我國種業(yè)實現(xiàn)彎道超車的重要機遇。同時，要進一步加強原始創(chuàng)新以促進種業(yè)科技自立自強，要提高創(chuàng)新效率和產(chǎn)業(yè)化水平，做大做強種業(yè)市場。

關(guān)鍵詞：種業(yè)；糧食安全；生物育種；育繁推一體化

種子是農(nóng)業(yè)的芯片，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的“生命線”，是保障國家糧食安全的基石。習(xí)近平總書記強調(diào)：“要下決心把民族種業(yè)搞上去，抓緊培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，從源頭上保障國家糧食安全?！苯衲甑恼ぷ鲌蟾嫣岢?，要加強種質(zhì)資源保護利用和優(yōu)良品種選育推廣，開展農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。

針對如何打好種業(yè)翻身仗，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部部長唐仁健在3月5日的首場“部長通道”上用“有基礎(chǔ)”“有差距”“有行動”三個詞介紹了我國種業(yè)發(fā)展情況。唐仁健說，外資企業(yè)占我國種子市場份額的3%左右，進口種子占全國用種量只有0.1%。水稻、小麥兩個最基本的口糧，完全用的是自主選育品種，自主選育的品種種植面積占到95%以上，做到了中國糧主要用中國種。

“我們有些品種、有些領(lǐng)域和有些環(huán)節(jié)，跟國外確實還有較大差距，但這是‘好不好、高質(zhì)量方面的差距?！碧迫式≈赋觯衩?、大豆單產(chǎn)水平目前只有世界先進水平的60%左右；大家經(jīng)常吃的甜椒、耐儲番茄等蔬菜種子從國外進口還比較多；生豬的飼料轉(zhuǎn)化率、奶牛產(chǎn)奶量，都只有國際先進水平的80%左右；白羽肉雞祖代種雞，主要也靠進口。

唐仁健表示，按照習(xí)近平總書記“立志打一場種業(yè)翻身仗”的要求，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部正在會同有關(guān)部門，研究制定打好種業(yè)翻身仗行動方案，力求用十年左右的時間，在國家種質(zhì)資源庫建設(shè)、關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、培育一批育繁推一體化種子企業(yè)、抓好國家種子基地建設(shè)、加強種業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護等方面實現(xiàn)重大突破。

利用新技術(shù)實現(xiàn)彎道超車

十九屆五中全會提出把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，把生物育種列為強化國家戰(zhàn)略力量重點發(fā)展的八大前沿領(lǐng)域之一。生物育種創(chuàng)新與應(yīng)用被擺在了更加突出的重要位置，生物育種發(fā)展進入新階段。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科教司二級巡視員張文指出，我國是世界第二大種業(yè)市場，是種業(yè)大國，但還不是種業(yè)強國，實現(xiàn)現(xiàn)代種業(yè)的跨越式發(fā)展，打好種業(yè)翻身仗，關(guān)鍵是要大力推進育種技術(shù)創(chuàng)新。

中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長萬建民介紹說，國際種業(yè)發(fā)展一般分為四個階段，即馴化選擇1.0時代、常規(guī)育種2.0時代、分子標記輔助選擇育種3.0時代和智能化育種4.0時代。在一些發(fā)達國家，種業(yè)已進入“生物技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)信息技術(shù)”的育種4.0時代。我國仍處在以雜交選育和分子技術(shù)輔助選育為主的2.0時代至3.0時代之間。

近年來，發(fā)達國家不斷深化基礎(chǔ)學(xué)科布局，搶占未來農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點。在重大基因挖掘與功能解析、重要性狀形成的分子機制等方面的研究取得重大進展；驅(qū)動農(nóng)業(yè)生物技術(shù)與人工智能深度融合；促使基因編輯、合成生物等技術(shù)升級換代與疊加整合，推動精準化、智能化、工廠化種業(yè)革命。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、國家農(nóng)業(yè)科技戰(zhàn)略研究院院長高旺盛表示，我國雖擁有豐富的種質(zhì)資源，但是由于長期農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究薄弱，導(dǎo)致原創(chuàng)性新種質(zhì)、新材料、新技術(shù)不足，一些動植物核心種源的知識產(chǎn)權(quán)受國外種業(yè)巨頭把控。

中化集團黨組副書記、總經(jīng)理楊華表示，如果說種業(yè)是農(nóng)業(yè)的芯片，那么種質(zhì)資源就是芯片的芯片。沒有種質(zhì)資源，農(nóng)業(yè)育種創(chuàng)新將成為無源之水。我國擁有52萬份種質(zhì)資源，是全球第二的種質(zhì)資源大國，但經(jīng)過深度鑒定評價的種質(zhì)資源不足10%，對種質(zhì)資源的開發(fā)利用與發(fā)達國家存在一定差距。中國有著對種質(zhì)資源保護不力的深刻教訓(xùn)。我國是大豆的原產(chǎn)國，有著特殊的大豆優(yōu)異種質(zhì)資源，但國外公司利用我國的一個野生大豆材料作為親本，申請了64項國際專利，導(dǎo)致我國育種企業(yè)用自己的大豆植株育種也可能侵犯知識產(chǎn)權(quán)。對種質(zhì)資源的保護和開發(fā)利用不足，造成我國部分作物種源“卡脖子”問題突出。

在中國科學(xué)院上海植物逆境生物學(xué)研究中心主任、美國科學(xué)院院士朱健康看來，生物育種技術(shù)用好了，我國就能夠解決農(nóng)業(yè)面臨的種業(yè)瓶頸問題。

朱健康認為，如果靠傳統(tǒng)育種，要趕上國外種業(yè)的技術(shù)水平需要很多年，但新的育種技術(shù)可以讓我們更快做到。新技術(shù)完全有可能讓我們真正做到種業(yè)彎道超車，讓我國的種子更有競爭力。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部副部長張?zhí)伊直硎?，目前，世界種業(yè)正迎來以基因編輯、合成生物學(xué)、人工智能等技術(shù)融合發(fā)展為標志的現(xiàn)代生物育種科技革命，需要我們抓住機遇、加快創(chuàng)新，打好種業(yè)翻身仗，從而實現(xiàn)種業(yè)的跨越式發(fā)展。

高旺盛建議，“十四五”期間，我國應(yīng)組織實施國家種業(yè)科技創(chuàng)新工程，加強動物干細胞、合成生物學(xué)等基礎(chǔ)前沿技術(shù)原創(chuàng)性突破，培育一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心種質(zhì)資源和重大戰(zhàn)略性新品種；加快生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進程；實施現(xiàn)代種業(yè)企業(yè)再造工程，下決心培養(yǎng)造就具有較強國際競爭力的龍頭種業(yè)企業(yè)。

萬建民表示，要建設(shè)創(chuàng)新鏈系統(tǒng)布局的技術(shù)創(chuàng)新中心，增建農(nóng)作物基因資源等國家重點實驗室，培育上中下游一體化的創(chuàng)新團隊，扶植具有國際競爭力的種業(yè)企業(yè)，把握生物種業(yè)發(fā)展主動權(quán)。

加強原始創(chuàng)新促進種業(yè)科技自立自強

如何加強種業(yè)科技原始創(chuàng)新，實現(xiàn)種業(yè)科技的自立自強，是我國種業(yè)當(dāng)前面臨的重要課題。

張?zhí)伊直硎荆衲甑闹醒胍惶栁募呀?jīng)對打好種業(yè)翻身仗做了頂層設(shè)計和系統(tǒng)部署，涉及種質(zhì)資源保護、育種科研攻關(guān)、種業(yè)市場管理等整個種業(yè)全鏈條的各個環(huán)節(jié)?？偟膩碇v，必須要堅持底線思維和問題導(dǎo)向，圍繞國家糧食安全和重要農(nóng)副產(chǎn)品保數(shù)量、保多樣、保質(zhì)量的“三?！币螅裱N業(yè)創(chuàng)新發(fā)展規(guī)律，破卡點、補短板、強優(yōu)勢。概括起來，就是要加快構(gòu)建種業(yè)創(chuàng)新體系，包括種質(zhì)資源保護利用體系、產(chǎn)業(yè)體系和治理體系，全面提升自主創(chuàng)新、企業(yè)競爭、供種保障和依法治理四種能力。

萬建民表示，未來，要加快建成現(xiàn)代化、自動化、智能化的國家新作物種質(zhì)庫，重點培育優(yōu)質(zhì)綠色超級稻、優(yōu)質(zhì)功能水稻、優(yōu)質(zhì)節(jié)水小麥、抗赤霉病小麥、耐旱宜機收玉米、抗蟲耐除草劑玉米、優(yōu)質(zhì)蛋白玉米、高產(chǎn)高蛋白大豆、耐除草劑大豆等重大新品種。要持續(xù)推進良種聯(lián)合攻關(guān)和遺傳改良計劃，挖掘真正有用的基因，創(chuàng)制有突破性的種質(zhì)，實現(xiàn)我國種業(yè)科技自立自強。如水稻、小麥，要加快優(yōu)質(zhì)專用品種選育，保持競爭力，大豆要加快高產(chǎn)高油高蛋白品種選育。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育研究所研究員李家洋表示，未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是：高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)、高效安全、農(nóng)業(yè)工業(yè)化。我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)到了加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的新階段，必須更加依靠科技實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動，源源不斷地為農(nóng)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效提供強大動力。

李家洋介紹說，以水稻為例，未來還將進行三個方面的工作。

第一，要加強新品種培育。我國幅員遼闊，水稻種植區(qū)非常多，主栽品種也非常多，很多地區(qū)的品種仍然沒有完成升級換代，需要繼續(xù)創(chuàng)制更多適應(yīng)不同生態(tài)區(qū)的水稻新品種。

第二，要加強新品種的推廣力度，讓更多農(nóng)民種上新品種并由此受益，保障國家糧食安全。

第三，要繼續(xù)加強水稻功能基因研究，特別是在還沒有找到關(guān)鍵基因的重要農(nóng)藝性狀領(lǐng)域（抗高低溫、抗蟲、抗稻曲病等），更需要加大研究。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所所長、國家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家李新海以玉米為例指出，玉米是中國第一大作物，也是我國重要的糧食飼料和工業(yè)原料，是國家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給的重要基礎(chǔ)。隨著人民生活水平的提高，玉米的消耗量逐年提升?！笆奈濉逼陂g玉米要突破種質(zhì)瓶頸，要向優(yōu)質(zhì)化、綠色化、機械化等方向發(fā)展，應(yīng)重點關(guān)注熱帶種質(zhì)，通過技術(shù)融合驅(qū)動我國生物育種原創(chuàng)核心科研實力的快速提升，掌握玉米種業(yè)的話語權(quán)，保障國家糧食安全。

提高種業(yè)創(chuàng)新效率和產(chǎn)業(yè)化水平

北京市農(nóng)林科學(xué)院院長李成貴認為，加快種業(yè)科技創(chuàng)新和高質(zhì)量發(fā)展，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重中之重，必須高度重視。他舉了一個例子，玉米是C4作物，光合作用效率高，但在雜交技術(shù)被廣泛應(yīng)用之前，畝產(chǎn)很低。后來隨著雜交種的普及，玉米單產(chǎn)水平才得以持續(xù)提高，呈現(xiàn)出了穩(wěn)定向上的增長曲線。如今，全球每年的玉米種植面積超過了30億畝。

李成貴表示，我國雖是農(nóng)業(yè)大國，但與發(fā)達國家相比，資源稟賦相對較弱，更應(yīng)著力加強種業(yè)科技的原始創(chuàng)新，實現(xiàn)種業(yè)科技的自立自強，確保國家糧食安全。他指出，“十四五”期間，我國種業(yè)科技創(chuàng)新和高質(zhì)量發(fā)展應(yīng)進一步加強頂層設(shè)計，明確目標任務(wù)和實現(xiàn)路徑。對農(nóng)作物種業(yè)而言，主要目標任務(wù)是要進一步做大做強，提高創(chuàng)新效率和產(chǎn)業(yè)化水平。

為此，李成貴建議：一要采取切實措施加快推進生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用；二要切實加大種業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護，并以此為抓手促進種業(yè)企業(yè)提高質(zhì)量；三要進一步推進科企合作。

據(jù)李成貴介紹，北京市農(nóng)林科學(xué)院培育的玉米品種“京科968”就是一個很好的科企合作的成果。該品種的培育采用的就是1+7的科企合作方式，即該院玉米研究中心與7家大型種業(yè)企業(yè)合作，共同享有該成果。實踐證明這種方式卓有成效，“京科968”每年推廣面積在3000萬畝左右。

在畜牧業(yè)育種創(chuàng)新方面，李成貴表示，畜牧業(yè)育種的主要目標任務(wù)是盡快扭轉(zhuǎn)落后局面，解決種源“卡脖子”問題，要打一個翻身仗，實現(xiàn)自立自強。他建議，要認清解決種源問題的路徑，畜牧育種必須走以企業(yè)為主體的創(chuàng)新之路。由于畜牧育種需要大種群的數(shù)量遺傳學(xué)實驗，因而大型企業(yè)更有優(yōu)勢。峪口禽業(yè)利用國外資源成功培育出京粉、京紅系列蛋雞，就是成功的案例；溫氏集團在豬新品種培育中的創(chuàng)新突破，也說明了這個道理。李成貴表示，畜牧育種需要政府加大對大型畜牧企業(yè)的育種創(chuàng)新支持。此外，要強化對畜牧育種家的激勵。畜牧業(yè)由于育種周期長，預(yù)期收益存在不確定性，科研人員從事動物育種的普遍沒有從事作物育種的積極性高。針對這一現(xiàn)象，需要完善相關(guān)政策，強化畜牧育種家的預(yù)期收益。

雜交小麥規(guī)模制種難題獲解決

雜種優(yōu)勢利用是今后大幅度提高小麥生產(chǎn)水平的重要途徑，亦是世界百年科學(xué)難題，在2016年第七屆世界作物科學(xué)大會上被國際同行稱為作物科學(xué)領(lǐng)域的“最后的前沿”。

過去五年，中國科學(xué)家不斷攻克雜交小麥的技術(shù)壁壘，比如北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥研發(fā)團隊就率先打通以原創(chuàng)二系法為核心的雜交小麥全產(chǎn)業(yè)鏈，加速推進雜交小麥產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，引領(lǐng)了世界雜交小麥研究與應(yīng)用的發(fā)展方向。

北京市農(nóng)林科學(xué)院研究員，北京雜交小麥工程技術(shù)研究中心主任、首席專家趙昌平介紹說，經(jīng)過幾十年自主創(chuàng)新和不懈拼搏，中國科學(xué)家已經(jīng)占據(jù)了全球小麥雜種優(yōu)勢研發(fā)高地，牢牢把住了中國小麥高端種業(yè)主動權(quán)。中國雜交小麥成為了中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)走出去的靚麗名片。

小麥雄性不育突變體篩選始于幾十年前，目前已經(jīng)篩選到至少5個核基因編碼的雄性不育突變體，被命名為Ms1—Ms5。其中Ms1和Ms5是隱性突變體，Ms2、Ms3和Ms4是顯性突變體。克隆控制小麥雄性不育基因是利用雄性不育系規(guī)?；苽潆s交小麥種子的關(guān)鍵。由于Ms2突變體的顯性屬性決定了它可以用于小麥育種并成為一個重要育種工具，但它很難用于規(guī)?；←滊s交制種。為此，小麥隱性雄性不育突變體基因的克隆對創(chuàng)制規(guī)?；←滊s交制種體系極為關(guān)鍵。

“十三五”期間，我國小麥科學(xué)家在國際上首次克隆小麥雄性不育基因Ms1。他們首先根據(jù)小麥基因組巨大和復(fù)雜的特點建立了一種結(jié)合基因組學(xué)分析的MutMap和傳統(tǒng)圖位克隆的新方法，并利用該方法成功克隆了Ms1基因。

北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥中心副研究員張勝全介紹說，小麥雄性不育基因的克隆為構(gòu)建穩(wěn)定、高效、規(guī)?；碾s交小麥制種技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，為我國雜交小麥體系構(gòu)建和成功利用不育系實現(xiàn)小麥雜種優(yōu)勢大面積應(yīng)用提供了支撐，對于搶占雜交小麥國際種業(yè)制高點具有產(chǎn)業(yè)價值。

經(jīng)過20余年不懈攻關(guān)，我國實現(xiàn)了小麥雜種優(yōu)勢利用研究由“跟跑者”向“引領(lǐng)者”的全面躍升。

趙昌平表示，在主要糧食的雜交作物中，只有雜交小麥至今尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，產(chǎn)業(yè)潛力巨大，預(yù)計每年可創(chuàng)造市場價值300億—500億元，國內(nèi)市場約50億元/年。同時，雜交小麥的廣泛應(yīng)用還可大幅度減少農(nóng)業(yè)用水和化肥投入。目前我國雜交小麥的應(yīng)用現(xiàn)狀相當(dāng)于雜交水稻上世紀80年代初期的狀況，未來10年將是我國雜交小麥產(chǎn)業(yè)推進、實現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要機遇期。

做強農(nóng)業(yè)“芯片”的黑龍江樣本

2020年，黑龍江喜迎“十七連豐”，糧食總產(chǎn)量、商品量、調(diào)出量穩(wěn)居全國第一，正得益于提前謀劃了種子的大文章?！笆濉币詠?，黑龍江共審定推廣主要農(nóng)作物品種906個，大豆、水稻、小麥全部為自主選育品種，主要農(nóng)作物自育品種種植占比87%。放眼全國，自主選育的品種種植面積占95%以上?！爸袊Z主要用中國種”，小種子撐起大農(nóng)業(yè)，成為中國農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的大趨勢。

近些年，我國種業(yè)不斷發(fā)展進步，用種安全有保障，風(fēng)險是可控的。然而，種業(yè)自主創(chuàng)新水平與發(fā)達國家相比仍有差距，一些糧食作物單產(chǎn)仍較低，少數(shù)蔬菜品種還不能滿足多元化需求，種質(zhì)資源保護不夠……這些短板弱項，正是“開展種源‘卡脖子技術(shù)攻關(guān)，立志打一場種業(yè)翻身仗”的著力點。只有持續(xù)做強種子這一“農(nóng)業(yè)芯”，才能讓14億人不僅端得牢飯碗，也能吃得好飯菜。

做強“農(nóng)業(yè)芯”，要打牢基礎(chǔ)，推進種業(yè)創(chuàng)新。種子是農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)，種質(zhì)資源則是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。去年年底召開的中央經(jīng)濟工作會議指出，要加強種質(zhì)資源保護和利用，加強種子庫建設(shè)。對此，黑龍江寒地作物種質(zhì)資源庫容量計劃翻4倍。黑龍江省農(nóng)科院專家說：“這一排排‘金疙瘩，是研究農(nóng)作物的起源和進化、培育農(nóng)作物新品種的基礎(chǔ)?！苯⒔∪N質(zhì)資源鑒定評價、保護利用體系，為挖掘優(yōu)質(zhì)種子基因、創(chuàng)制育種新材料、培育突破性新品種夯實了基礎(chǔ)。

做強“農(nóng)業(yè)芯”，要做好規(guī)劃，堅持問題導(dǎo)向。為此，黑龍江著手編制全省“十四五”種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃，對標國際、國內(nèi)先進水平，明確目標、任務(wù)、措施。規(guī)劃的目光要長遠，發(fā)展的腳步則要堅實。做強“農(nóng)業(yè)芯”，要主動到田間地頭汲取智慧，實地調(diào)查研究種企所需、農(nóng)民所想、消費者所盼。充分考慮現(xiàn)實需求，因時因地精準施策，就能激活種業(yè)發(fā)展的一池春水。

做強“農(nóng)業(yè)芯”，要系統(tǒng)推進，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)格局。在農(nóng)業(yè)種業(yè)發(fā)展鏈條上，種質(zhì)資源、良種繁育、技術(shù)推廣等是缺一不可的環(huán)節(jié)。以北大荒集團為例，旗下墾豐種業(yè)有目前中國種企中最大的種質(zhì)資源庫；在國內(nèi)首創(chuàng)“流水線”育種方式，由首席科學(xué)家負責(zé)，全創(chuàng)新鏈流水線運行；面向種植戶、農(nóng)村，打造30個新品種展示中心，因地制宜推廣優(yōu)質(zhì)品種。面向未來，應(yīng)當(dāng)進一步提升知識產(chǎn)權(quán)保護水平，鼓勵深化科企合作，促進育種資源、人才、技術(shù)等向企業(yè)聚集。深化種業(yè)育、繁、推一體化，實現(xiàn)保護、利用、發(fā)展有機統(tǒng)一，才能有力推動研發(fā)與應(yīng)用、保護與創(chuàng)新。