促進(jìn)生物種業(yè)快速健康發(fā)展做一名有夢(mèng)想的科研工作者
——中國(guó)工程院院士萬建民

文丨本刊記者楊平

萬建民

種子被譽(yù)為農(nóng)業(yè)的“芯片”，在我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中具有不可替代的戰(zhàn)略作用。黨的十八大以來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央把保障糧食安全作為治國(guó)理政的頭等大事，高度關(guān)注種業(yè)發(fā)展問題，多次在重要場(chǎng)合對(duì)種業(yè)改革發(fā)展指明方向。

萬建民院士幾十年如一日始終奮斗在水稻育種的第一線，堅(jiān)持著他的水稻科學(xué)夢(mèng)。他曾說過：做科研，一定要做“白日夢(mèng)”，要做一名有夢(mèng)想的科研工作者。他較早提出和初步實(shí)踐了作物分子設(shè)計(jì)育種，構(gòu)建了水稻分子育種技術(shù)體系。先后主持國(guó)家863 計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、農(nóng)業(yè)部超級(jí)稻專項(xiàng)和國(guó)際合作項(xiàng)目等多項(xiàng)重大總課題，做為技術(shù)總師組織和協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(xiàng)工作。

當(dāng)前，我國(guó)種業(yè)發(fā)展總體情況如何？國(guó)家戰(zhàn)略層面又有哪些做法？如何突破搶占制高點(diǎn)，打好這場(chǎng)翻身仗？本刊記者采訪了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院原副院長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士萬建民。

記者：目前我國(guó)大宗糧食作物水稻、小麥、玉米種業(yè)的成效及存在的挑戰(zhàn)有哪些？

萬建民：2021年全國(guó)糧食總產(chǎn)量13657億斤，比2020年增加267億斤，增長(zhǎng)2.0%，實(shí)現(xiàn)“十八連豐”，并連續(xù)7年保持在1.3萬億斤以上。我國(guó)14億人口人均糧食占有量達(dá)到478公斤，遠(yuǎn)高于400公斤的世界平均水平，特別是作為口糧的稻谷和小麥，多年更是產(chǎn)大于需，糧食安全是有保障的。應(yīng)該說，口糧絕對(duì)安全，良種貢獻(xiàn)突出。我國(guó)雜交水稻畝產(chǎn)潛力突破1500公斤并保持國(guó)際領(lǐng)先，良種對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率超過45%。農(nóng)作物良種覆蓋率達(dá)到96%以上，自主選育品種面積占比超過95%，水稻、小麥兩大口糧作物品種實(shí)現(xiàn)完全自給，“中國(guó)糧”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了主要用上“中國(guó)種”。但從需求形勢(shì)看，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，人均口糧消費(fèi)總量將穩(wěn)中略降，優(yōu)質(zhì)、專用的口糧比例消費(fèi)增加。同時(shí)，消費(fèi)飼料和工業(yè)轉(zhuǎn)化用糧消費(fèi)需求旺盛，糧食消費(fèi)總量剛性增長(zhǎng)，糧食消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)，糧食安全必須常抓不懈。但我國(guó)種業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)仍不牢固。玉米、大豆等作物新品種的生產(chǎn)性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距明顯，生產(chǎn)上缺乏多基因復(fù)合性狀、優(yōu)質(zhì)功能、資源高效的重大品種等，亟需集中力量，攻關(guān)突破。

記者：種業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性的核心產(chǎn)業(yè)，承穩(wěn)糧安國(guó)之重。在實(shí)現(xiàn)“種業(yè)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)”戰(zhàn)略中，國(guó)家在頂層設(shè)計(jì)及科研機(jī)構(gòu)有哪些具體政策和做法？

萬建民：近年來，國(guó)家越來越重視糧食安全和種業(yè)發(fā)展。習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，保障糧食安全關(guān)鍵在于落實(shí)“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略，要害是種子和耕地。習(xí)近平總書記高度重視種業(yè)發(fā)展，多次作出重要指示，把種業(yè)工作作為下一步推動(dòng)農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)的重點(diǎn)任務(wù)。2020年12月，習(xí)近平總書記在中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出“解決好種子和耕地問題”。種業(yè)成為中國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的時(shí)代命題。2021年3月，《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》中提出，開展種源技術(shù)攻關(guān)，提高良種自主可控能力；并明確提出“加強(qiáng)農(nóng)業(yè)良種技術(shù)攻關(guān)，有序推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，培育具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的種業(yè)龍頭企業(yè)?！?021年10月發(fā)布《種業(yè)振興行動(dòng)方案》，標(biāo)志著種業(yè)振興進(jìn)入全面實(shí)施階段。提出實(shí)施種質(zhì)資源保護(hù)利用、創(chuàng)新攻關(guān)、企業(yè)扶優(yōu)、基地提升、市場(chǎng)凈化等五大行動(dòng)，明確了分物種、分階段的具體目標(biāo)與任務(wù)，為推動(dòng)我國(guó)由種業(yè)大國(guó)向種業(yè)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)制定了路線圖。

目前我國(guó)種業(yè)80%以上的種質(zhì)資源、育種人員和育種技術(shù)依然集中在科研院所和高等院校等公共機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)階段，種業(yè)企業(yè)與公共機(jī)構(gòu)合作，以知識(shí)產(chǎn)權(quán)為紐帶，整合上、中、下游科技和種業(yè)資源，建立以種業(yè)企業(yè)為主體的產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體，是目前快速提升種業(yè)科技創(chuàng)新能力的必由之路。從種業(yè)未來發(fā)展，企業(yè)應(yīng)該是主體，種業(yè)強(qiáng)，企業(yè)必須強(qiáng)。企業(yè)成為科技創(chuàng)新的主體是種業(yè)科技發(fā)展的趨勢(shì)。

萬建民

記者：國(guó)際上的那些種業(yè)大國(guó)和種業(yè)集團(tuán)他們的發(fā)展趨勢(shì)是怎樣的？

萬建民：目前全球種業(yè)市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，跨國(guó)種業(yè)集團(tuán)紛紛全球布局，種業(yè)研發(fā)全球化凸顯。2013年全球農(nóng)作物種子市值494億美元，至2018年達(dá)到852億美元，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)形成完善的科研組織機(jī)制，核心競(jìng)爭(zhēng)明顯。比如美國(guó)、法國(guó)等國(guó)家種業(yè)經(jīng)歷100余年的發(fā)展，政府投資的基礎(chǔ)性和公益性研究，企業(yè)投資的種業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，分工明確，知識(shí)產(chǎn)權(quán)明晰，管理體系健全，形成了成熟的現(xiàn)代種業(yè)科技創(chuàng)新體系。

在種質(zhì)資源保護(hù)方面，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家建立了政府主導(dǎo)的資源保護(hù)體系；CGIAR系統(tǒng)國(guó)際農(nóng)業(yè)研究中心建立了國(guó)際作物種質(zhì)庫；全球1500多座種質(zhì)庫圃保存各類作物種質(zhì)資源超過740萬份。

在種業(yè)市場(chǎng)方面，全球種業(yè)已經(jīng)進(jìn)入少數(shù)寡頭競(jìng)爭(zhēng)階段，農(nóng)作物領(lǐng)域，拜耳、科迪華、先正達(dá)、利馬格蘭、KWS等世界上最大的20家跨國(guó)種業(yè)公司幾乎控制了全球種子。2018年，拜耳、科迪華的市場(chǎng)占有率合計(jì)達(dá)59.2%。排名前四的企業(yè)共占據(jù)全球農(nóng)化+種子合計(jì)達(dá)90%市場(chǎng)份額。目前，跨國(guó)企業(yè)已成為全球種業(yè)資金投入、技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)受益的主體，紛紛加大科技投入，搶占技術(shù)制高點(diǎn)。如原孟山都每年研發(fā)支出絕對(duì)值超過10億美元，研發(fā)支出占凈收入比始終保持在10%以上，高峰期超過12%。拜耳2017年整體研發(fā)預(yù)算45億歐元，占銷售收入9.8%。拜耳收購孟山都，雙方承諾，前6年要投入160億美元用于種子研發(fā)，平均每年27億美元。從種質(zhì)資源、育種技術(shù)、品種選育、規(guī)?；品N、種子加工，到種子銷售與生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)開展全產(chǎn)業(yè)鏈的科技創(chuàng)新已成為現(xiàn)代種業(yè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保障，并通過知識(shí)產(chǎn)權(quán)和標(biāo)準(zhǔn)，搶占創(chuàng)新高地。這些跨國(guó)公司構(gòu)建高通量、大規(guī)模、精準(zhǔn)高效的創(chuàng)新平臺(tái)，通過重大技術(shù)與產(chǎn)品的突破，實(shí)現(xiàn)自身快速成長(zhǎng)。

記者：從傳統(tǒng)育種模式到現(xiàn)代生物育種技術(shù)，中國(guó)需要怎樣與世界接軌？

萬建民：在過去的70多年，傳統(tǒng)育種對(duì)我國(guó)作物良種培育和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用?！笆濉逼陂g審定的農(nóng)作物品種1.68萬個(gè)，約80%仍然是利用傳統(tǒng)育種方法選育出來的。當(dāng)前，世界種業(yè)正迎來以基因編輯、全基因組選擇、合成生物學(xué)、人工智能等技術(shù)融合發(fā)展為標(biāo)志的現(xiàn)代生物育種科技革命，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展必須搶占的種業(yè)制高點(diǎn)。

我國(guó)已建立較完善的農(nóng)業(yè)生物育種體系。農(nóng)作物資源保存總量突破52萬份，重要性狀形成的分子基礎(chǔ)等基礎(chǔ)研究位居國(guó)際前列，雜種優(yōu)勢(shì)利用、倍性育種、誘變育種、分子育種等關(guān)鍵技術(shù)快速發(fā)展與應(yīng)用，選育的動(dòng)植物新品種滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。然而，我國(guó)農(nóng)業(yè)生物育種面臨巨大挑戰(zhàn)，主要是基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)原創(chuàng)不足。我國(guó)農(nóng)業(yè)生物復(fù)雜性狀形成的遺傳基礎(chǔ)研究不系統(tǒng)，重大育種價(jià)值的基因缺乏?；蚓庉嫻ぞ?、合成生物元器件、全基因選擇預(yù)測(cè)模型、人工智能算法等關(guān)鍵技術(shù)原創(chuàng)不足。美國(guó)已開始邁入生物技術(shù)和人工智能技術(shù)深度融合的“生物育種4.0”時(shí)代，我國(guó)尚處于從“生物育種2.0”向“生物育種3.0”轉(zhuǎn)變的階段。因此，我們要加快系統(tǒng)布局面向2035年的國(guó)家種業(yè)科技發(fā)展規(guī)劃，加快部署實(shí)施一批農(nóng)業(yè)生物育種、種源關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)等重大項(xiàng)目，同時(shí)健全以科研單位為主體的基礎(chǔ)性研究和以企業(yè)為主體的技術(shù)創(chuàng)新“雙輪驅(qū)動(dòng)”現(xiàn)代種業(yè)科技創(chuàng)新體系。加強(qiáng)種業(yè)基礎(chǔ)性公益性研究，改革科技成果評(píng)價(jià)體系，切實(shí)強(qiáng)化種業(yè)企業(yè)育種創(chuàng)新主體地位。完善創(chuàng)新協(xié)同機(jī)制和資源配置模式，優(yōu)化投資政策，支撐全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新能力，充分發(fā)揮資本的功能和作用，健全知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理政策，加強(qiáng)市場(chǎng)監(jiān)管。

記者：生物育種技術(shù)作為現(xiàn)代種業(yè)的必走之路，其中轉(zhuǎn)基因技術(shù)一直備受關(guān)注，如今進(jìn)展如何？

萬建民：轉(zhuǎn)基因技術(shù)是生物育種的重要方面，也是迄今為止全球發(fā)展速度最快、應(yīng)用范圍最廣、產(chǎn)業(yè)影響最大的現(xiàn)代生物技術(shù)。自1996年首次商業(yè)化種植以來，全球種植面積由最初的2550萬畝增加到28.6億畝，作物種類已由玉米、大豆、棉花、油菜等4種擴(kuò)展到馬鈴薯、苜蓿、茄子、甘蔗、蘋果等32種。2019年，全球主要農(nóng)作物種植面積中74%的大豆、31%的玉米、79%的棉花、27%的油菜都是轉(zhuǎn)基因品種。目前，全球商業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)基因作物的國(guó)家和地區(qū)達(dá)71個(gè)。美國(guó)、巴西、阿根廷是農(nóng)產(chǎn)品的主要出口國(guó)，也是轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大的3個(gè)國(guó)家。

在國(guó)家相關(guān)科技計(jì)劃支持下，我國(guó)轉(zhuǎn)基因育種已經(jīng)形成了自主基因、自主技術(shù)、自主品種的創(chuàng)新格局，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)條件已經(jīng)成熟。我國(guó)培育的國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉市場(chǎng)份額達(dá)99%以上，轉(zhuǎn)基因番木瓜在南部沿海省區(qū)產(chǎn)業(yè)化種植，有效遏制了環(huán)斑病毒對(duì)產(chǎn)業(yè)的毀滅性危害。研發(fā)的抗蟲、耐除草劑玉米和耐除草劑大豆獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，育成達(dá)到審定標(biāo)準(zhǔn)的新品種120多個(gè)，覆蓋我國(guó)玉米和大豆主產(chǎn)區(qū)。我國(guó)自主研發(fā)的耐除草劑大豆獲準(zhǔn)在阿根廷商業(yè)化種植，抗蟲大豆、抗旱玉米、抗蟲水稻、抗旱小麥等已形成梯次儲(chǔ)備。

生物種業(yè)是國(guó)家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，是促進(jìn)農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展、保障國(guó)家糧食安全的根本。21世紀(jì)以來發(fā)達(dá)國(guó)家以及跨國(guó)企業(yè)集團(tuán)愈發(fā)重視生物種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，并成為提升國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略舉措。面對(duì)當(dāng)前的挑戰(zhàn)，萬建民院士表示，品種是生物種業(yè)的“芯片”，生物育種是種業(yè)創(chuàng)新的核心。因此，我國(guó)必須加大生物育種與產(chǎn)業(yè)化力度，突破當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展中的重大瓶頸，加快培育戰(zhàn)略性新興生物產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)生物種業(yè)快速健康發(fā)展，保障國(guó)家糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。