2021-03-10 09:02:57
新一輪生物技術和信息技術深度融合，驅動現(xiàn)代生物育種技術快速變革迭代，成為推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新引擎。生物育種已進入一個大數(shù)據(jù)、大平臺、大發(fā)現(xiàn)的新時代。
萬建民
全國政協(xié)委員、中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學院副院長
一粒種子可以改變一個世界。種業(yè)發(fā)展直接關系國家糧食安全和百姓的“米袋子”“菜籃子”。
“十四五”時期我國將采取哪些措施打好種業(yè)翻身仗？
3月5日，在第十三屆全國人民代表大會第四次會議“部長通道”上，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部部長唐仁健表示：“我們正在會同有關部門，研究制定打好種業(yè)翻身仗的行動方案。力求用10年左右的時間，實現(xiàn)種業(yè)重大突破。一是在種質資源方面，目前畜禽種質資源庫正在立項；海洋漁業(yè)種質資源庫已經(jīng)開建；新的農(nóng)作物種質資源庫今年9月份就能建好，建成后保存能力將達到150萬份，位居世界第一。二是在關鍵核心技術攻關方面，將在原創(chuàng)技術、底盤技術上盡可能突破，爭取把這些技術掌握在我們手上。三是要培育一批育繁推一體化種子企業(yè)，建立健全商業(yè)化育種體系。四是抓好海南南繁基地和甘肅、四川等國家種子基地建設。五是管好種子市場，保護好知識產(chǎn)權，尤其要嚴厲打擊套牌侵權行為。”
生物育種成推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展新引擎
“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，關鍵是要大力推進育種技術創(chuàng)新。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科教司二級巡視員張文指出。
“國際種業(yè)發(fā)展一般分為4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+人工智能+大數(shù)據(jù)信息技術’的育種4.0時代。我國仍處在以雜交選育和分子技術輔助選育為主的2.0時代至3.0時代之間。”全國政協(xié)委員、中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學院副院長萬建民告訴科技日報記者。
近年來，發(fā)達國家不斷深化基礎學科布局，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；驅動農(nóng)業(yè)生物技術與人工智能深度融合；促使基因編輯、合成生物等技術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。
“我國雖擁有豐富的種質資源，但是由于長期農(nóng)業(yè)基礎研究薄弱，導致原創(chuàng)性新種質、新材料、新技術不足，一些動植物核心種源的知識產(chǎn)權受國外種業(yè)巨頭把控。”中國農(nóng)業(yè)大學教授、國家農(nóng)業(yè)科技戰(zhàn)略研究院院長高旺盛告訴科技日報記者。
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)展的八大前沿領域之一。生物育種創(chuàng)新與應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。
“新一輪生物技術和信息技術深度融合，驅動現(xiàn)代生物育種技術快速變革迭代，成為推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新引擎。生物育種已進入一個大數(shù)據(jù)、大平臺、大發(fā)現(xiàn)的新時代。”萬建民說。
利用新技術實現(xiàn)種業(yè)彎道超車
“如果說種業(yè)是農(nóng)業(yè)的芯片，那么種質資源就是芯片的芯片。沒有種質資源，農(nóng)業(yè)育種創(chuàng)新將成為無源之水。我國擁有52萬份種質資源，是全球第二的種質資源大國，但經(jīng)過深度鑒定評價的種質資源不足10%，對種質資源的開發(fā)利用與發(fā)達國家存在一定差距。”全國人大代表、中化集團黨組副書記、總經(jīng)理楊華說，中國有著對種質資源保護不力的深刻教訓。我國是大豆的原產(chǎn)國，有著特殊的大豆優(yōu)異種質資源，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。對種質資源的保護和開發(fā)利用不足，造成我國部分作物種源“卡脖子”問題突出。
萬建民透露，“十四五”期間，我國將繼續(xù)推進第三次全國農(nóng)作物種質資源普查與收集行動，重點建設高通量、規(guī)?；硇图盎蛐丸b定平臺，發(fā)掘攜帶優(yōu)異基因資源的種質材料，定向改良創(chuàng)制高產(chǎn)、優(yōu)質、抗逆、高效利用養(yǎng)分的新種質。
在中國科學院上海植物逆境生物學研究中心主任、美國科學院院士朱健康看來，生物育種技術用好了，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)的技術水平需要很多年，但新的育種技術可以讓我們更快做到。“新技術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。”他說。
“目前，世界種業(yè)正迎來以基因編輯、合成生物學、人工智能等技術融合發(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。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部副部長張?zhí)伊直硎尽?/p>
高旺盛建議，“十四五”期間，我國應組織實施國家種業(yè)科技創(chuàng)新工程，加強動物干細胞、合成生物學等基礎前沿技術原創(chuàng)性突破，培育一批具有自主知識產(chǎn)權的核心種質資源和重大戰(zhàn)略性新品種；加快生物育種產(chǎn)業(yè)化應用進程；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)。
“我們要建設創(chuàng)新鏈系統(tǒng)布局的技術創(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。”萬建民說。
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？
“今年的中央一號文件已經(jīng)對打好種業(yè)翻身仗做了頂層設計和系統(tǒng)部署，涉及到種質資源保護、育種科研攻關、種業(yè)市場管理等整個種業(yè)全鏈條的各個環(huán)節(jié)。總的來講，必須要堅持底線思維和問題導向，圍繞國家糧食安全和重要農(nóng)副產(chǎn)品保數(shù)量、保多樣、保質量的‘三保’要求，遵循種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展規(guī)律，破卡點、補短板、強優(yōu)勢。概括起來，就是要加快構建種業(yè)創(chuàng)新體系，包括種質資源保護利用體系、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4種能力。”張?zhí)伊终f。
“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庫，重點培育優(yōu)質綠色超級稻、優(yōu)質功能水稻、優(yōu)質節(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)質蛋白玉米、高產(chǎn)高蛋白大豆、耐除草劑大豆等重大新品種。”萬建民表示，要持續(xù)推進良種聯(lián)合攻關和遺傳改良計劃，挖掘真正有用的基因，創(chuàng)制有突破性的種質，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。
“未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是：高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質營養(yǎng)、高效安全、農(nóng)業(yè)工業(yè)化。”全國人大代表、中國科學院院士、中國科學院遺傳與發(fā)育研究所研究員李家洋表示，我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設到了加快轉變發(fā)展方式的新階段，必須更加依靠科技實現(xiàn)創(chuàng)新驅動，源源不斷地為農(nóng)業(yè)發(fā)展轉型升級、提質增效提供強大動力。
李家洋說，以水稻為例，未來還將進行3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鍵基因的重要農(nóng)藝性狀領域（抗高低溫、抗蟲、抗稻曲病等），更需要加大研究。
中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所所長、國家玉米產(chǎn)業(yè)技術體系首席科學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。
“隨著人民生活水平的提高，玉米的消耗量逐年提升。‘十四五’期間玉米要突破種質瓶頸，要向優(yōu)質化、綠色化、機械化等方向發(fā)展，應重點關注熱帶種質，通過技術融合驅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，保障國家糧食安全。”李新海說。記者 馬愛平
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