中國(guó)工程院院士萬(wàn)建民
?“加快農(nóng)業(yè)生物育種創(chuàng)新，構(gòu)建現(xiàn)代種業(yè)創(chuàng)新體系，是貫徹落實(shí)中央決策部署實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自立自強(qiáng)的關(guān)鍵舉措，是實(shí)現(xiàn)種源自主可控的根本路徑?！?/p>
?目前我國(guó)水稻、小麥、大豆、油菜、棉花等農(nóng)作物生產(chǎn)用種均為自主選育，玉米自主選育品種面積占比提高到了91%，蔬菜提高到了87%以上。良種對(duì)作物增產(chǎn)貢獻(xiàn)率達(dá)45%以上，為保障國(guó)家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給提供了強(qiáng)有力種源支撐
?精細(xì)定位和克隆了一批重要性狀的有利基因，到目前已掌握具有重大育種價(jià)值的新基因396個(gè)，正在逐步打破跨國(guó)公司的基因壟斷，抗病蟲(chóng)、耐除草劑、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、資源高效利用等基因?yàn)樯锕こ毯头肿佣ㄏ蛟O(shè)計(jì)育種提供了重要基因資源
文?|《瞭望》新聞周刊記者?扈永順
2022 年 4 月 1 日，青島海水稻研究發(fā)展中心的工作人員在南繁科研育種基地開(kāi)展水稻雜交工作 張麗蕓攝 / 本刊
只有用自己的手攥緊中國(guó)種子，才能端穩(wěn)中國(guó)飯碗，才能實(shí)現(xiàn)糧食安全。種源要做到自主可控，種業(yè)科技就要自立自強(qiáng)。
“加快農(nóng)業(yè)生物育種創(chuàng)新，構(gòu)建現(xiàn)代種業(yè)創(chuàng)新體系，是貫徹落實(shí)中央決策部署實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自立自強(qiáng)的關(guān)鍵舉措，是實(shí)現(xiàn)種源自主可控的根本路徑?！敝袊?guó)農(nóng)科院原副院長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系種業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專(zhuān)家萬(wàn)建民接受《瞭望》新聞周刊專(zhuān)訪(fǎng)時(shí)表示。
經(jīng)過(guò)幾十年發(fā)展，我國(guó)農(nóng)作物種業(yè)科技創(chuàng)新水平已步入跟蹤、并跑和領(lǐng)跑并存的新階段，已建立較完善的農(nóng)業(yè)生物育種技術(shù)體系。農(nóng)作物保存資源總量突破52萬(wàn)份，重要性狀形成的分子機(jī)制等基礎(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)植物新品種基本滿(mǎn)足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。
與種業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)生物育種科技資源分布較為分散，集團(tuán)式協(xié)同創(chuàng)新不足，面臨加強(qiáng)原始創(chuàng)新能力和強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)發(fā)展等挑戰(zhàn)。萬(wàn)建民建議，加快構(gòu)建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)創(chuàng)新體系，用生物育種技術(shù)攥緊中國(guó)種子。
生物育種是打贏(yíng)種業(yè)翻身仗的關(guān)鍵
《瞭望》：生物育種技術(shù)在保障糧食安全中能起到什么樣的作用？
萬(wàn)建民：生物育種是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)育種的統(tǒng)稱(chēng)，主要包括利用轉(zhuǎn)基因、基因編輯、全基因組選擇、細(xì)胞工程、合成生物等技術(shù)，對(duì)動(dòng)植物開(kāi)展高效、精準(zhǔn)、定向遺傳改良和品種培育。推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化是促進(jìn)現(xiàn)代種業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，保障國(guó)家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給的必然選擇。
歷史上，矮化育種、雜種優(yōu)勢(shì)利用等每一次種業(yè)技術(shù)變革能使水稻產(chǎn)量提高10%～15%以上。當(dāng)前，現(xiàn)代生命科學(xué)和生物育種技術(shù)創(chuàng)新加快突破，基因編輯、轉(zhuǎn)基因、全基因組選擇等生物技術(shù)（BT）與大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)（IT）交叉融合，形成了以BT+IT為典型特征的高效農(nóng)業(yè)生物育種技術(shù)體系，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代育種技術(shù)快速變革迭代，孕育著新一輪農(nóng)業(yè)科技革命。
發(fā)展生物育種技術(shù)是保障糧食安全的必要舉措。中國(guó)14億人口，每天要消耗70萬(wàn)噸糧、9.8萬(wàn)噸油、192萬(wàn)噸菜和23萬(wàn)噸肉。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年我國(guó)糧食和肉蛋奶生產(chǎn)能力須分別提高20%和30%以上才能更好滿(mǎn)足民眾需求。要實(shí)現(xiàn)糧肉蛋奶的新一輪產(chǎn)量和品質(zhì)跨越，關(guān)鍵在于生物育種技術(shù)變革。
生物育種技術(shù)是破解我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的資源短缺和環(huán)境約束的重要措施。
當(dāng)前，生物育種創(chuàng)新已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略。黨的十九屆五中全會(huì)提出，瞄準(zhǔn)生物育種等八個(gè)前沿領(lǐng)域，實(shí)施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國(guó)家重大科技項(xiàng)目。2021年，中央深改委第二十次會(huì)議審議通過(guò)《種業(yè)振興行動(dòng)方案》。這是繼1962年出臺(tái)《關(guān)于加強(qiáng)種子工作的決定》后，中央再次對(duì)種業(yè)發(fā)展作出全面部署，是種業(yè)發(fā)展史上具有里程碑意義的大事。
《瞭望》：我國(guó)生物育種技術(shù)已經(jīng)取得了哪些進(jìn)展？
萬(wàn)建民：近年來(lái)，“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃七大農(nóng)作物育種專(zhuān)項(xiàng)、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國(guó)家良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)及轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專(zhuān)項(xiàng)等國(guó)家科技計(jì)劃的順利實(shí)施，初步構(gòu)建了以公益性科研院所和大學(xué)機(jī)構(gòu)為支撐、以種業(yè)企業(yè)為主體的種業(yè)創(chuàng)新體系，從種業(yè)基礎(chǔ)理論、前沿核心技術(shù)、共性關(guān)鍵技術(shù)、品種創(chuàng)制與示范應(yīng)用等實(shí)施全產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合攻關(guān)，取得顯著成效。選育推廣了機(jī)收籽粒玉米、高產(chǎn)高蛋白大豆、優(yōu)質(zhì)多抗水稻、高產(chǎn)節(jié)水抗病小麥，以及特色優(yōu)質(zhì)專(zhuān)用等一批突破性新品種?？傮w上來(lái)說(shuō)，目前我國(guó)水稻、小麥、大豆、油菜、棉花等農(nóng)作物生產(chǎn)用種均為自主選育，玉米自主選育品種面積占比提高到了91%，蔬菜提高到了87%以上。良種對(duì)作物增產(chǎn)貢獻(xiàn)率達(dá)45%以上，為保障國(guó)家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給提供了強(qiáng)有力種源支撐。
第一，開(kāi)展了農(nóng)作物種質(zhì)資源的規(guī)?；硇途珳?zhǔn)鑒定與全基因組基因型鑒定，為新品種選育及基礎(chǔ)研究提供了重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
第二，精細(xì)定位和克隆了一批重要性狀的有利基因。發(fā)現(xiàn)了控制番茄風(fēng)味遺傳的關(guān)鍵基因位點(diǎn)，揭示了水稻廣譜抗稻瘟病與產(chǎn)量平衡的新機(jī)制，解析了水稻抗褐飛虱新機(jī)制，克隆了小麥太谷核不育和水稻耐冷基因，繪制了小麥D基因組精細(xì)圖譜。到目前已掌握具有重大育種價(jià)值的新基因396個(gè)，逐步打破了跨國(guó)公司的基因壟斷，抗病蟲(chóng)、耐除草劑、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、資源高效利用等基因?yàn)樯锕こ毯头肿佣ㄏ蛟O(shè)計(jì)育種提供了重要基因資源。
第三，在農(nóng)作物基因編輯、單倍體育種等核心關(guān)鍵育種技術(shù)上取得明顯突破。創(chuàng)建了作物基因組單堿基編輯技術(shù)體系，完善建立了玉米單倍體育種和主要農(nóng)作物智能雄性不育等新技術(shù)；基因操作技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，我國(guó)通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施建立了完整的轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)體系，研發(fā)能力進(jìn)入世界第一方陣，突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸，主要?jiǎng)又参镞z傳轉(zhuǎn)化效率達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，粳稻遺傳轉(zhuǎn)化效率提高到80%以上、小麥提高到20%、大豆和玉米達(dá)到10%以上；規(guī)?；D(zhuǎn)基因技術(shù)體系逐步形成，加速了農(nóng)作物高效育種體系的快速應(yīng)用。
第四，綜合利用植物分子設(shè)計(jì)、染色體細(xì)胞工程、誘變與常規(guī)育種及雜種優(yōu)勢(shì)利用等育種技術(shù)。培育出一批精品優(yōu)質(zhì)水稻、抗旱抗病小麥、高產(chǎn)機(jī)收玉米、早熟優(yōu)質(zhì)蔬菜等農(nóng)作物新品種并大面積推廣應(yīng)用；國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉市場(chǎng)份額提高到99%以上。4個(gè)耐除草劑大豆和7個(gè)抗蟲(chóng)耐除草劑玉米獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書(shū)。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?？瓜x(chóng)大豆、耐旱玉米、抗蟲(chóng)水稻、耐旱小麥、抗藍(lán)耳病豬等已形成梯次儲(chǔ)備。
短板猶存
《瞭望》：國(guó)際上生物育種發(fā)展態(tài)勢(shì)如何？
萬(wàn)建民：世界主要種業(yè)強(qiáng)國(guó)正推動(dòng)精準(zhǔn)化、高效化、智能化種業(yè)科技革命，進(jìn)入了智能設(shè)計(jì)生物育種4.0時(shí)代。
全球生物種業(yè)迅速發(fā)展。自1996年批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因生物商業(yè)化種植以來(lái)，全球種植轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)累計(jì)達(dá)到400多億畝，有29個(gè)國(guó)家種植轉(zhuǎn)基因作物，另外還有40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)進(jìn)口轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品。作物種類(lèi)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(píng)果等32種。
世界各國(guó)紛紛將生物育種確定為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。2018年，美國(guó)出臺(tái)《美國(guó)創(chuàng)新戰(zhàn)略》，將生物精準(zhǔn)育種列為未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向，投入巨資推動(dòng)生物種業(yè)發(fā)展。歐盟制定地平線(xiàn)計(jì)劃（2021—2027年），投入1000億歐元，將農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)列為重要方向。德國(guó)拜耳（原孟山都公司）、美國(guó)科迪華（原杜邦先鋒公司）等為代表的國(guó)際大型跨國(guó)種業(yè)巨頭加大研發(fā)投入，形成了一定的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)?？频先A在玉米領(lǐng)域擁有全球四分之一的分子育種專(zhuān)利、掌握了60%以上的種質(zhì)資源。拜耳的轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)全球領(lǐng)先，具有強(qiáng)大競(jìng)爭(zhēng)力。
《瞭望》：與國(guó)際生物育種技術(shù)發(fā)展水平相比，我們還有哪些短板？
萬(wàn)建民：首先，基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)原創(chuàng)還需加強(qiáng)。大部分物種的基礎(chǔ)研究尚在跟跑，重要性狀形成的遺傳基礎(chǔ)與調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究不系統(tǒng)，作物育種依舊缺乏具有重要育種價(jià)值的關(guān)鍵基因，類(lèi)似具有重大育種利用價(jià)值的Bt抗蟲(chóng)基因較少；基因編輯工具、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(kāi)始邁入生物技術(shù)和人工智能技術(shù)深度融合的智能設(shè)計(jì)生物育種4.0時(shí)代，我國(guó)尚處于表型選擇2.0時(shí)代到分子育種3.0時(shí)代的過(guò)渡階段。
其次，我國(guó)農(nóng)業(yè)生物種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定和優(yōu)異資源挖掘不夠，缺乏優(yōu)異新種質(zhì)，遺傳基礎(chǔ)狹窄，遺傳改良進(jìn)展緩慢，限制了品種源頭創(chuàng)新。例如水稻擁有10余個(gè)不同基因組的野生種，但除了少數(shù)不育基因、抗病和抗蟲(chóng)基因得到利用外，眾多基因有待發(fā)掘。
再者，重大產(chǎn)品缺乏。國(guó)際生物技術(shù)產(chǎn)品迭代升級(jí)加速，多基因疊加產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，我國(guó)玉米、大豆、生豬、奶牛、肉雞等新品種培育差距明顯。適應(yīng)新時(shí)期農(nóng)業(yè)特點(diǎn)的重大品種迭代滯后，也缺乏適應(yīng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的綠色宜機(jī)輕簡(jiǎn)化品種。部分核心種源受制于人，種業(yè)安全存在潛在威脅。
構(gòu)建現(xiàn)代化種業(yè)創(chuàng)新體系
《瞭望》：加快發(fā)展生物育種技術(shù)，構(gòu)建現(xiàn)代化種業(yè)創(chuàng)新體系，你有哪些建議？
萬(wàn)建民：我國(guó)現(xiàn)代種業(yè)創(chuàng)新體系開(kāi)始形成，但與發(fā)達(dá)國(guó)家已建成全球布局的一體化現(xiàn)代育種體系相比，種業(yè)創(chuàng)新體系頂層設(shè)計(jì)不足，基礎(chǔ)研究、技術(shù)創(chuàng)新、品種培育的創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈有機(jī)銜接不暢，種業(yè)企業(yè)整體創(chuàng)新能力弱、規(guī)模小，育繁推一體化的商業(yè)化育種機(jī)制尚不健全。亟待構(gòu)建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)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，強(qiáng)化種業(yè)企業(yè)育種創(chuàng)新主體地位。
一方面，精心謀劃好生物育種創(chuàng)新頂層設(shè)計(jì)。重點(diǎn)解決好生物種業(yè)科技基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)的源頭創(chuàng)新，支撐突破性重大品種的培育。建議加快實(shí)施農(nóng)業(yè)生物育種重大項(xiàng)目，加大對(duì)生物育種與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支持力度，在種業(yè)“卡脖子”核心技術(shù)領(lǐng)域搶得先機(jī)，取得主動(dòng)權(quán)；加快布局生物種業(yè)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)辟種業(yè)發(fā)展國(guó)際“新賽道”。
另一方面，科學(xué)規(guī)劃好生物育種創(chuàng)新主攻方向。聚焦水稻、小麥、玉米、大豆、油菜、豬、牛、羊、雞等關(guān)鍵物種，加強(qiáng)種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定，強(qiáng)化重要性狀分子機(jī)理解析，克隆具有重大育種價(jià)值的優(yōu)質(zhì)、抗病蟲(chóng)、耐逆、養(yǎng)分高效新基因；研發(fā)源頭創(chuàng)新的基因編輯新工具和全基因組選擇預(yù)測(cè)新模型，攻克多基因定向表達(dá)、靶向合成生物、人工智能設(shè)計(jì)等前沿關(guān)鍵技術(shù)；構(gòu)建種業(yè)全鏈條溯源，高通量、智能化大規(guī)模篩選測(cè)試等種業(yè)科技創(chuàng)新支撐體系，促進(jìn)高質(zhì)量生物育種創(chuàng)新應(yīng)用。
再者，培育更多大而強(qiáng)的領(lǐng)軍企業(yè)。我國(guó)農(nóng)作物種企有7000多家，但多數(shù)規(guī)模小、競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)，全球種業(yè)前10強(qiáng)中，中國(guó)種企只占兩席，分別是先正達(dá)集團(tuán)和隆平高科，亟待培育更多大而強(qiáng)的領(lǐng)軍企業(yè)。同時(shí)加大新修訂種子法的實(shí)施力度，強(qiáng)化知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，激勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)投入。
關(guān)鍵詞： 現(xiàn)代種業(yè) 基礎(chǔ)研究 關(guān)鍵技術(shù)
責(zé)任編輯：Rex_01
