農(nóng)作物育種技術(shù)應(yīng)用存在的問題及解決對(duì)策

摘? ? 要：糧食產(chǎn)量是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的體現(xiàn)。我國(guó)農(nóng)學(xué)工作者一直致力于農(nóng)作物的育種與栽培，并取得了世界矚目的成果。文章從農(nóng)作物育種技術(shù)介紹出發(fā)，探究了農(nóng)作物育種技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中存在的問題及解決策略，以期為相關(guān)技術(shù)人員提供參考，更好地為農(nóng)民增產(chǎn)增收提供技術(shù)指導(dǎo)，促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：農(nóng)作物；育種技術(shù)；解決對(duì)策

文章編號(hào)：1005-2690（2023）08-0142-03? ? ? ?中國(guó)圖書分類號(hào)：S330? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

作者簡(jiǎn)介：覃一靜（1967—），女，壯族，廣西象州人，本科，高級(jí)講師，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)職業(yè)教育教學(xué)、科研、社會(huì)服務(wù)。

糧食安全是一個(gè)國(guó)家能否夠長(zhǎng)久發(fā)展的根本，也是百姓能否安居樂業(yè)的基本保障[1]。如何利用我國(guó)現(xiàn)有的資源和技術(shù)提升糧食產(chǎn)量，是一個(gè)很重要的研究課題。最直接的方法就是提升作物的耕種面積，但是這一方法卻有一定的局限性，因?yàn)榭墒褂酶孛娣e是有限的，依靠增加耕地面積提高糧食的產(chǎn)量是不可行的。

科技發(fā)展提供了另一種途徑，可以利用我國(guó)的科技水平開展新品種育種工作，培育出增加糧食產(chǎn)量的新作物品種。為了提升育種水平，從根本上提高作物產(chǎn)量，文章探究農(nóng)作物育種技術(shù)應(yīng)用存在的問題并提出了解決對(duì)策。

1 我國(guó)農(nóng)作物種業(yè)市場(chǎng)概況

1.1 農(nóng)作物育種市場(chǎng)以糧食作物為主

我國(guó)農(nóng)作物種子市場(chǎng)以雜交玉米、雜交水稻、常規(guī)小麥、常規(guī)水稻等糧食作物為主，其中雜交玉米市場(chǎng)規(guī)模達(dá)350億元，是我國(guó)市場(chǎng)規(guī)模最大的農(nóng)作物品種[2]。我國(guó)稻谷種子市場(chǎng)規(guī)模位居第2位，其中以雜交稻種子為主，占比近80％，常規(guī)稻種子市值偏小。從歷年情況看，我國(guó)糧食種子市場(chǎng)規(guī)模逐年提高，其中玉米種子市場(chǎng)規(guī)模增幅比較顯著，主要受種植面積增加和種子價(jià)格上漲的影響；小麥和稻谷種子市場(chǎng)規(guī)模增幅接近且增幅均小于玉米種子市場(chǎng)。

1.2 國(guó)內(nèi)育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展處于初級(jí)階段

經(jīng)過20多年的發(fā)展，目前我國(guó)種子市場(chǎng)發(fā)展已達(dá)到一定規(guī)模，但是仍處于初級(jí)階段，主要表現(xiàn)為：種子企業(yè)數(shù)量眾多、規(guī)模偏小，龍頭企業(yè)市場(chǎng)占有率和行業(yè)集中度不高；企業(yè)育種技術(shù)和水平落后于發(fā)達(dá)國(guó)家；種企科研投入不足，研發(fā)費(fèi)用在收入中的占比普遍偏小。從行業(yè)集中度來看，雖然近年來育種企業(yè)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，我國(guó)龍頭企業(yè)的市占率逐步提高，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)規(guī)模化企業(yè)市場(chǎng)占比較低，種業(yè)市場(chǎng)仍以中小企業(yè)為主，行業(yè)集中度仍處于較低水平。

2020年，我國(guó)種子企業(yè)共實(shí)現(xiàn)種子銷售收入742.9億元，其中收入排名前10名的種企種子業(yè)務(wù)收入占比約為13％，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平（60％以上）和美國(guó)水平（70％）。

1.3 水稻作物育種技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先

水稻作為我國(guó)的傳統(tǒng)主糧，育種專家一直致力于提高育種技術(shù)水平和單產(chǎn)水平。中華人民共和國(guó)成立以來，我國(guó)水稻育種經(jīng)歷了6個(gè)發(fā)展階段，水稻育種技術(shù)先后經(jīng)歷矮化育種、三系雜交育種、兩系雜交育種。隨著育種水平的提高，我國(guó)水稻總產(chǎn)量達(dá)到了2億t。目前我國(guó)水稻育種技術(shù)遙遙領(lǐng)先全世界，水稻單產(chǎn)遠(yuǎn)高于東南亞稻米生產(chǎn)國(guó)家平均水平和全球平均水平。水稻品質(zhì)、抗性等水平顯著提高，水稻育種技術(shù)水平提升成為我國(guó)水稻產(chǎn)量提高的主要因素，為保障我國(guó)糧食安全和穩(wěn)定貢獻(xiàn)了重要力量。

2 我國(guó)農(nóng)作物育種的主要技術(shù)

2.1 系統(tǒng)育種（常規(guī)選擇育種）

系統(tǒng)育種是從現(xiàn)有品種群體中選擇優(yōu)良的自然變異單株，通過比較鑒定而培育出新品種的育種方法，是改良現(xiàn)有品種的有效方法，也是最基本的方法。單獨(dú)選擇與混合選擇2種方法是系統(tǒng)育種最常用的方法。在單株選擇時(shí)，最主要的是選擇1個(gè)具有優(yōu)良品種的變異植株。所以，選擇時(shí)要全面準(zhǔn)確地研究作物的優(yōu)良基因，確保能夠選出最佳品種，并且通過后期培育成為一種新的優(yōu)良品種?；旌戏椒ň褪沁x出最優(yōu)秀的單個(gè)植株后進(jìn)行混合脫粒，在下一年與當(dāng)?shù)氐脑贩N產(chǎn)量進(jìn)行比較，選出最適合本地精品系進(jìn)行培養(yǎng)。

2.2 雜交育種

在進(jìn)行雜交育種前，要選好親本，通過人工干預(yù)，讓植物之間進(jìn)行雜交，得到雜交的后代就是需要研究的新品種。新品種保存了雜交植物的優(yōu)點(diǎn)。這種模式可以為人類創(chuàng)造出更多的優(yōu)質(zhì)植物，豐富了農(nóng)作物的品種。目前，回交育種方法是雜交育種中最常用的方法，就是從第一代種子中挑選出最優(yōu)良的品種，再與下一代進(jìn)行雜交，直到培育出所需要的新品種為止。

2.3 誘變育種

誘變育種是我國(guó)科學(xué)家研究出的一種利用物理和化學(xué)因素，讓原本的植物種子產(chǎn)生特異性變化的模式。與傳統(tǒng)育種方法有所不同，誘變育種打破了傳統(tǒng)的種子對(duì)環(huán)境的依賴。

誘變育種的突變方向是不確定的，要從已經(jīng)變異的種子之中選取符合要求的特定變異單體，然后將變異單體培養(yǎng)成新的品種。利用誘變育種法培育新植株的方式耗費(fèi)時(shí)間較短，是種子培育方面最常用的一種研究方法。利用化學(xué)因素對(duì)種子進(jìn)行誘導(dǎo)的方式多種多樣，最常用的是直接涂抹化學(xué)試劑。物理誘變一般是通過強(qiáng)光照射或者熱力對(duì)于農(nóng)作物的影響，改變農(nóng)作物的基因排序，使農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況發(fā)生變化[3]。航天育種是誘變育種的一種，將種子置于和地球完全不同的生長(zhǎng)環(huán)境下，在重力改變以及磁場(chǎng)影響下，引發(fā)植物內(nèi)在基因變異。無(wú)論是哪種誘變育種，最終的結(jié)果就是要讓植物發(fā)生變異，利用這個(gè)突變的過程培育新品種。

2.4 倍性育種

倍性育種是通過改變?nèi)旧w數(shù)量，讓染色體的數(shù)量成倍遞增或遞減，從而產(chǎn)生不同的變異個(gè)體，并從中選擇需要的優(yōu)秀變異品種進(jìn)行培育。倍性育種有單倍體和多倍體兩大類。多倍體植物中含有3個(gè)或3個(gè)以上的染色體組，多倍體育種的誘導(dǎo)途徑包括秋水仙素等藥劑處理、有性雜交培育多倍體、組織培養(yǎng)誘導(dǎo)無(wú)性系變異和體細(xì)胞融合。多倍體育種的植株器官（花、果實(shí)）巨大、育性低（三倍體無(wú)核）。單倍體是指具配子體染色體數(shù)的純系。單倍體育種一般是通過花藥和小孢子培養(yǎng)獲得[4]。單倍體育種的植株一般生長(zhǎng)勢(shì)弱、發(fā)展遲緩且育性低（經(jīng)過自然或人工加倍可能發(fā)育正常）。

2.5 生物育種

生物育種是指利用遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、現(xiàn)代生物工程技術(shù)等方法原理，通過轉(zhuǎn)基因、基因編輯、全基因組選擇和合成生物學(xué)等技術(shù)培育生物新品種的過程。從20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，生物學(xué)以及其他多種學(xué)科之間實(shí)現(xiàn)了交叉融合，其中最具有突出代表性的就是全基因選擇、基因編輯、合成生物技術(shù)。生物育種技術(shù)體現(xiàn)著當(dāng)代生物科學(xué)研究的最新成果及應(yīng)用，是發(fā)展現(xiàn)代種業(yè)、解決糧食安全問題的重要工具。

3 我國(guó)農(nóng)作物育種技術(shù)科研面臨的機(jī)遇

3.1 《種業(yè)振興行動(dòng)方案》深入推進(jìn)

2020年7月9日通過了《種業(yè)振興行動(dòng)方案》，對(duì)于農(nóng)業(yè)該如何朝著現(xiàn)代化的方向發(fā)展提出了具體方針，其中特別強(qiáng)調(diào)了種子在此過程中的主導(dǎo)地位。必須把我國(guó)的種子工程搞上去，只有提高種子的安全程度，才能夠保證國(guó)家農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展。要集中力量突破在種子開發(fā)過程中所面臨的風(fēng)險(xiǎn)和困難，實(shí)現(xiàn)種源自主。以前我國(guó)農(nóng)作物種子同質(zhì)化、種源“卡脖”問題嚴(yán)重。近年來，國(guó)家一直關(guān)注育種行業(yè)，尤其對(duì)轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)方面給予了大力支持。轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)不斷發(fā)展提升，有望加速行業(yè)集中，吸引更多資源和人才聚集，從而使育種企業(yè)得到更快發(fā)展。

《種業(yè)振興行動(dòng)方案》發(fā)布后，種子行業(yè)得到了有力支持，給種子行業(yè)帶來階梯性進(jìn)步。各級(jí)政府應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)部門的組織能力，快速實(shí)施有關(guān)國(guó)家生物育種的相關(guān)項(xiàng)目，盡快突破核心技術(shù)。同時(shí)，在種業(yè)的制度設(shè)計(jì)、法律法規(guī)修訂、安全證書發(fā)放、鑒定技術(shù)研發(fā)等方面多管齊下，為我國(guó)農(nóng)作物育種技術(shù)的發(fā)展提供良好的制度環(huán)境、市場(chǎng)環(huán)境。

3.2 提升我國(guó)種業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的需要

我國(guó)是國(guó)際第二大種業(yè)市場(chǎng)。在常規(guī)育種的基礎(chǔ)之上，要加強(qiáng)科技創(chuàng)新，不斷提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，采用現(xiàn)代化的模式提升種業(yè)，才能讓我國(guó)種業(yè)在國(guó)際上處于優(yōu)勢(shì)地位。

4 我國(guó)農(nóng)作物育種技術(shù)及應(yīng)用存在的問題

4.1 育種方法及應(yīng)用效率不高

生物技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展還是非?？捎^的，基因工程、組織培養(yǎng)、染色體工程、細(xì)胞工程、DNA序列分析以及原生質(zhì)結(jié)合等內(nèi)容已經(jīng)得到了深入研究。許多育種單位也對(duì)基因工程的選取育種進(jìn)行研究，但是許多基層農(nóng)作物育種單位由于資金有限、設(shè)備落后，難以開展研究工作，因而要想在育種領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破更難?？陀^條件的限制會(huì)導(dǎo)致新的育種方法難以推廣，應(yīng)用效率較低。長(zhǎng)期不變且模式化的育種方法會(huì)讓農(nóng)作物育種方法止步不前。

4.2 種質(zhì)資源遺傳基礎(chǔ)狹窄

我國(guó)的育種技術(shù)依舊存在著一些不足之處，常常忽視了一些農(nóng)作物的培養(yǎng)，而在一些農(nóng)作物上卻過分關(guān)注。有些品種雷同的農(nóng)作物會(huì)影響生產(chǎn)成效，所以在具體實(shí)踐過程中，一定要擴(kuò)展育種的基礎(chǔ)材料研究，全面關(guān)注當(dāng)?shù)靥厣霓r(nóng)作物。

4.3 配套栽培技術(shù)有待提升

要想提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，不僅要有優(yōu)良的品種作為支撐，還需要相配套的科學(xué)栽培種植方法。在研究過程中，大多通過人為創(chuàng)設(shè)出符合種子生長(zhǎng)的特定環(huán)境，從而達(dá)到提高產(chǎn)量的目的。但是在實(shí)際種植的過程中難以保證完美的環(huán)境，所以需要研究相應(yīng)的栽培技術(shù)。

4.4 種業(yè)市場(chǎng)監(jiān)管和支持體系不健全

農(nóng)作物育種過程中技術(shù)服務(wù)管理能力較低，各種違規(guī)競(jìng)爭(zhēng)的情況時(shí)有發(fā)生。沒有較強(qiáng)的品種保護(hù)意識(shí)，一定程度上會(huì)挫傷科研人員的積極性。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系不健全，培育機(jī)構(gòu)不夠規(guī)范，也會(huì)阻礙育種技術(shù)的發(fā)展。

5 解決對(duì)策

5.1 創(chuàng)新育種技術(shù)及應(yīng)用方法

在新的育種理論支持之下，基層育種也亟須改革，可以吸收一些農(nóng)作物育種機(jī)構(gòu)的發(fā)展成果并進(jìn)行創(chuàng)新。在基層農(nóng)作物培育之中，總結(jié)常規(guī)培育過程中的相似處，根據(jù)市場(chǎng)要求培育出新品種。

5.2 創(chuàng)新農(nóng)作物品種資源

農(nóng)作物育種的道路是漫長(zhǎng)且復(fù)雜的，要想實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就必須對(duì)品種創(chuàng)新進(jìn)行保護(hù)。要突破以往育種模式中存在的問題，引進(jìn)新的農(nóng)產(chǎn)品資源顯得尤為重要。

一是在育種過程中，要有意識(shí)地融合各種野生優(yōu)秀資源。二是積極參與國(guó)際種質(zhì)交流會(huì)，開闊視野。三是有意識(shí)地聚合優(yōu)良基因?；鶎愚r(nóng)作物育種機(jī)構(gòu)可以積極引入優(yōu)質(zhì)品種，主動(dòng)將地方農(nóng)家品種與野生資源引入到育種工作中，擴(kuò)大品種資源，提升育種質(zhì)量。

5.3 推廣農(nóng)作物精準(zhǔn)栽培技術(shù)

農(nóng)作物精確栽培技術(shù)的推廣，可以提升農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)、效益。系統(tǒng)分析工作是農(nóng)作物精確栽培技術(shù)的重要基礎(chǔ)工作，對(duì)農(nóng)作物技術(shù)指示、生育指示及地域間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行全面分析，能讓農(nóng)作物的實(shí)際生長(zhǎng)過程與生長(zhǎng)環(huán)境有效融合[5]。

農(nóng)作物精確栽培技術(shù)可以優(yōu)化供水方案和播種方案，讓作物栽培管理技術(shù)的理論知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成具有明確數(shù)字的農(nóng)作物管理模型，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效率。

5.4 健全完善種子監(jiān)管及服務(wù)體系

健全種子管理機(jī)構(gòu)，擴(kuò)大種子管理隊(duì)伍，確保有足夠人力、物力開展種子管理工作[6]。應(yīng)健全市級(jí)、縣級(jí)的種子質(zhì)量監(jiān)督體系，并且配備專門的檢測(cè)儀器和檢驗(yàn)人員。完善種子管理綜合信息服務(wù)平臺(tái)，嚴(yán)格監(jiān)督種子質(zhì)量，共享種子相關(guān)資源[7-9]。

6 結(jié)束語(yǔ)

近年來，社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展、科技研發(fā)力度提升、研發(fā)資金不斷增長(zhǎng)，帶動(dòng)了農(nóng)業(yè)農(nóng)作物育種技術(shù)的進(jìn)步，在很大程度上提高了農(nóng)作物的產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)發(fā)展步伐不斷加快，對(duì)農(nóng)作物育種技術(shù)提出了更高的要求。創(chuàng)新農(nóng)業(yè)育種方法對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)育種方法和應(yīng)用效率不高、種質(zhì)資源遺傳基礎(chǔ)狹窄、配套栽培技術(shù)有待提升、種業(yè)市場(chǎng)監(jiān)管和支持體系不健全等問題，相關(guān)部門及研發(fā)人員需積極創(chuàng)新育種技術(shù)和應(yīng)用方法、創(chuàng)新農(nóng)作物品種資源、推廣農(nóng)作物精準(zhǔn)栽培技術(shù)、健全完善種子監(jiān)管服務(wù)體系，推進(jìn)我國(guó)種業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，從而提升糧食產(chǎn)量，確保糧食安全。

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