編者按:

我國是農業生產大國和用種大國,農作物種業是國家戰略性、基礎性核心產業,是促進農業長期穩定發展、保障國家糧食安全的根本。中國農業科學院日前發佈消息稱,我國農作物良種覆蓋率在96%以上,自主選育品種面積佔比超過95%,水稻、小麥兩大口糧作物品種已實現完全自給。良種對糧食增產貢獻率已超過45%……一連串好消息背後,是關於種業發展與糧食安全的戰略考量、科研追求。

2020年中央經濟工作會議強調,要“解決好種子和耕地問題”“要加強種質資源保護和利用,加強種子庫建設”等。怎樣開展種源“卡脖子”技術攻關,如何打好種業翻身仗?我們邀請專家解讀分析,並請兩位科研工作者分享他們為種質資源保護利用而努力的故事。

本期嘉賓

中國種子協會副會長 馬淑萍

中國農業大學國家玉米改良中心主任、教授賴錦盛

中國人民大學農業與農村發展學院教授 孔祥智

河北省灤州市灤城街道鄒家窪村村民在收穫小麥。 新華社發

1.優良品種推廣率逾96%,實現“中國糧用中國種”

記者:請您簡要介紹一下中國種業的發展歷程。

馬淑萍:中國種業發展大體經歷了四個階段:一是“四自一輔”階段(1949~1978年),農業生產用種依靠農民羣眾自繁、自選、自留、自用,輔之以政府必要的調劑;二是“四化一供”階段(1979~1999年),即品種佈局區域化、種子生產專業化、種子加工機械化、種子質量標準化和以縣為單位統一供種;三是種子產業化階段(2000~2010年),以實施“種子工程”為標誌,將種業的各個環節連接起來,實現了由種子到種業的轉變;四是種業現代化階段,以2011年4月《國務院關於加快推進現代農作物種業發展的意見》發佈為標誌,首次明確了種業在國民經濟中的地位,為現代農作物種業發展進行了頂層設計,開啓了現代種業發展的征程。

黨的十八大以來,黨和政府高度重視現代農作物種業發展,出台了一系列政策措施,構建起支撐種業發展的“四梁八柱”。

種業創新能力顯著提升。種質資源研究有進展,深度鑑定了一批適應機械化收穫的籽粒玉米、抗旱玉米、氮高效利用玉米,優質水稻、抗赤黴病小麥、高蛋白大豆等種質資源;品種創新成果多,“十三五”時期審定了五種主要農作物品種1.6萬多個,登記了29種非主要農作物品種2.1萬個;技術創新有突破,比如利用基因編輯技術,將無融合生殖技術特性成功引入雜交水稻,從而實現雜合基因型的固定。

種子企業不斷壯大。至2019年底,全國持證種子企業6300多家,比2011年減少22%,資產過億元的種子企業350多家,比2012年增加180多家,上市種子企業72家,市值近1000億元;種子企業品種審定數、新品種權申請量自2015年起均超過科研教學單位,逐步成為品種創新主體;前50強企業市場佔有率達35%,比2011年提高5個百分點;目前,全球種業前10強中,中國種企佔有兩席,分別是隆平高科、先正達集團。

自主知識產權品種保障有力。目前,我國農作物品種,尤其是糧食作物品種完全能自己解決。水稻、小麥、大豆、油菜、花生、棉花品種擁有100%自主知識產權,基本能滿足種植業生產需求。其中水稻、小麥的品種水平國際領先。玉米自主選育品種種植面積約90%,蔬菜品種自給率87%。優良品種推廣率超過96%,基本實現了“中國糧用中國種”。

孔祥智:黨的十八大以來,我國種業法律法規逐步完善。《國務院關於修改〈中華人民共和國植物新品種保護條例〉的決定》於2013年3月1日起施行,全國人大於2015年11月修訂通過《中華人民共和國種子法》,並於2016年1月1日起施行;一批部門規章和地方法規相繼問世,對現代種業發展起到了重要支撐作用。

賴錦盛:當然,我國種業仍存在短板,比如產業集中度低、企業對科技創新投入積極性不高、企業的總體技術水平與國際種業集團相比還有很大差距;科技成果轉化效率偏低,基礎研究與育種應用銜接不緊密,難以滿足未來種業發展需求;缺乏突破性重大品種的培育和推廣,對種子市場的佔有率不能得到有效保障;種業綜合國際競爭力弱,亟須打造一批具有國際競爭力的民族種子企業。

工人在浙江平湖農業經濟開發區的藍城現代植物工廠查看菜苗長勢。 新華社發

2.不再“卡脖子”,才能打贏“翻身仗

記者:2020年中央經濟工作會議強調,加強種子庫建設,開展種源“卡脖子”技術攻關。這有何重大意義?從世界種業強國的情況看,打好種業翻身仗,我們應從哪些方面着手?

馬淑萍:糧食安全是關乎14億人吃飯的大事,種業是保障糧食安全的根本。加強種子庫建設,豐富物種資源,攻克“卡脖子”技術,才能將中國人的飯碗牢牢端在自己手中,才談得上打贏種業翻身仗。打贏翻身仗,首要的就是加快補短板。至少應在以下方面着力:

加強種質資源的收集、保存和利用。按計劃完成全國第三次種質資源普查收集,做到“應收盡收、應保盡保”;儘快加入《糧食和農業植物遺傳資源國際條約》,有序有效地引進種質資源;依託優勢科研院所和種子企業,搭建種質資源鑑定評價與基因挖掘平台;推動種資源登記交流共享。

提升種業自主創新能力。發揮新型舉國體制優勢,集中全國優勢科研力量聯合攻關,培育突破性新品種;建立和完善品種資源、技術成果有條件共享和權益按比例分配的開發利用機制;積極引進種質資源、核心技術、高端人才。

培育有核心競爭力的企業。推動企業兼併重組;鼓勵並支持有條件的種子企業建立商業化育種體系,充分利用公益性研究成果,按照市場化、產業化育種模式開展品種研發;出台激勵政策,支持育種人才、資源、成果向種子企業流動,使企業逐步成為種業創新主體;支持創新型種子企業享受科技企業税收優惠及研發後補助等政策。

優化種業發展環境。儘快修訂《植物新品種保護條例》。引入《國際植物新品種保護公約》(UPOV91)文本內容,建立“實質性派生品種制度”,保護原始創新;加強市場監管,營造良好的營商環境。

賴錦盛:加強種子庫建設、開展種源“卡脖子”技術攻關,對於保障國家糧食安全、生態安全,提升農業國際競爭力具有重大意義。打一場漂亮的種業翻身仗,要積極倡導中國種業走出去,從國家層面制定平台性政策,為種業走出去保駕護航;要優化種業科技創新體系,不斷激發創新活力,做好種業高新技術和高端人才儲備,完善種業政策監管體系,保護創新主體權益,激發科研人員的科技創新動力及向種企流動的意願;加強知識產權保護,維護公平的種業市場秩序,培育一批創新型大型種業集團,提升國際競爭力。

孔祥智:在今天加快構建新發展格局的進程中,立足國內保障國家糧食和重要農產品用種安全的要求更為迫切,對培育高產高效、綠色優質、節水節飼、宜機專用優良新品種的要求更高。

國外跨國公司的育種研發,多采取大規模團隊協作、專業化分工方式。而我國育種資源主要集中在農業科研院所和大專院校,由於掌握的種質資源有限、課題組人力有限,品種組合較少。此外,我國育種人才、種質資源等科技要素向種子企業流動機制不暢,以市場為導向的技術研發體制尚未形成,極大制約了我國育種研發資源要素活力的發揮,阻礙了種業整體水平的提升。這些都是應該切實突破的瓶頸。

貴州省從江縣加榜鄉加車村的農民在收割水稻。新華社發

3.“中國特色種業創新體系”這樣建

記者:農業農村部印發的《2020年推進現代種業發展工作要點》提出,全面構建市場導向、企業主體、產學研協同的中國特色種業創新體系。應如何加快構建?

孔祥智:要加快種業科研體制和投入機制改革,科學釐定種業基礎研究和商業化育種之間的界限,有效調動科研機構、大專院校和種子企業積極性;加強國家農業科技創新聯盟建設,把解決行業、產業和區域性重大關鍵問題作為攻關重點,整合優勢科技資源,着力創新運行機制,突出發揮協同作用;加快本土種子企業發展,不斷提高中國種業的世界競爭力、國際話語權。

馬淑萍:首先要明確創新分工。種業基礎性公益性技術攻關,應由國家級科研教學單位承擔;以育種為核心的應用技術、品種創新,應通過市場化機制,由企業承擔。其次是創新攻關模式。對以品種為核心的應用技術創新,應以種子企業為主體,創新利益聯結機制,建立商業化育種模式,協同攻關;對於種業“卡脖子”技術,應以優勢科研教學單位為主,組織優勢種子企業聯合攻關。再次,要完善法律支撐。建議將《植物新品種保護條例》上升為植物新品種保護法,提高法律位階、加大保護力度。此外,要強化政策支持。持續加大資金投入力度;採取激勵措施,讓科學家“富起來”;對企業研發成果,通過財政後補助方式進行激勵。最後,要改革科技成果評價體系,以成果轉化為導向,引導更多科研工作者把論文寫在大地上。

賴錦盛:當前,應以農作物為主要研究對象,系統部署種子科技創新攻關,涵蓋材料創制、品種培育、良種繁育及產業化應用,整合集成上中下游力量,實施種業全產業鏈科技攻關,重點培育和轉化突破性重大新品種,打造具有核心競爭力的創新型領軍企業。

很重要的一點是,要堅持基礎研究和應用研究並舉,推進科研與生產、品種與市場的有機深度融合,提升我國種業國際競爭力。要營造良好制度環境和政策環境,促進創新要素有效整合。以市場需求為導向,積極引導種業科技資源、科研院校成果和人才向種業企業有序雙向流動,實現科研院所、高校與種業企業資源共享共用。

河北省唐山市曹妃甸區第八農場農民使用收割機收穫水稻。新華社發

【寄件到內地】

循着基因組“勘探圖”開掘寶藏

講述人:中國農業科學院深圳農業基因組研究所所長 黃三文

2020年11月,農業農村部發布了“十三五”期間十項重大農業科技標誌性成果,其中一項就是由我們中國農業科學院深圳農業基因組研究所聯合國內外優勢團隊主導完成的。這項名為“黃瓜番茄白菜等蔬菜基因組學研究利用國際領先”的成果,攻克了利用多組學研究作物複雜性狀的重大難題,打通了從基因組到蔬菜新品種的技術通路,奠定了我國優良蔬菜品種培育的理論基礎,引領了國際蔬菜育種新方向。

基因組好比一張“地質勘探圖”。對農業育種而言,基因組可以讓我們清晰瞭解基因在進化過程中的選擇、遺傳和變異情況,以及人類世世代代在品種培育中所做的努力。2006年,新一代測序技術(NGS)開始浮出水面,雖然尚無利用此技術對大基因組進行從頭測序的先例,但我意識到這為蔬菜育種研究帶來了新的機會。

2006年到2008年,我們率先利用NGS技術完成了黃瓜基因組測序。在前期研究基礎上,我們與湖南省農科院陳惠明研究員合作,對115份黃瓜核心種質進行重測序和轉錄組測序,構建了黃瓜功能基因組研究的數據庫。研究團隊20多人親口嚐了超過18萬片黃瓜葉,找到了調控黃瓜苦味的11個基因,最後通過雜交選育方式培育出“蔬研”系列不苦黃瓜品種。該系列品種已經在湖南、湖北、江西、浙江等地累計推廣150餘萬畝,創造經濟效益100多億元。

在番茄多組學及設計育種研究中,我們和合作夥伴創新性地讓消費者參與育種,邀請170多位不同年齡、性別的消費者對番茄進行嘗味,最終確定了31種主要風味物質,首次闡明瞭番茄風味的遺傳基礎,培育出風味顯著提高的“美味番茄”新材料“深愛1號”“深愛2號”,目前已進入植物新品種測定階段。

在辦公室的一面白色玻璃隔斷牆上,有我用馬克筆畫的一組雜交育種模式圖。這是我們團隊正在全力攻關的“優薯計劃”。“優薯計劃”旨在用二倍體種子繁殖代替四倍體薯塊繁殖。研究團隊已利用多組學技術解決了馬鈴薯自交不親和難題、解析了馬鈴薯自交衰退的遺傳基礎、培育出第一個概念性二倍體雜交種。預計在南方冬閒地,馬鈴薯可每年推廣上億畝,作為飼料替代相當大面積的玉米和大豆。這項技術被袁隆平院士評價為“顛覆性創新,將帶來馬鈴薯的綠色革命”。

從2019年開始,我倡導並推動“深圳國際食品谷”項目,希望借鑑荷蘭食品谷的經驗和做法,解決農業食品科研與產業“兩張皮”問題,從源頭創新出發推動解決種業“卡脖子”難題。在我看來,深圳是農業食品科研產業發展的理想之地,在這裏,科研、人才、資本、產業幾大要素聚集碰撞,為夢想的種子提供了最優渥的土壤。目前,“深圳國際食品谷”規劃已獲深圳市政府常務會議審議通過。下一步,我們希望依託“深圳國際食品谷”,與國內外頂尖科研產業人才共建農業食品產學研協作生態,打造世界知名的農業食品創新策源地,在科技推動農業食品產業轉型升級方面先行示範,為粵港澳大灣區和國家食品安全提供重要支撐。

傳承鍾揚遺志 讓“種子精神”厚植大地

講述人:復旦大學生命科學學院生態與進化生物學教授 盧寶榮

俗話説,“巧婦難為無米之炊”。要推進種業發展,除了需要依靠高新科技和生物技術,還必須擁有自己的種質資源。如果沒有原材料——種質資源,再“巧”的育種家也無法培育出優良的作物新品種。

“一個基因可以為一個國家帶來希望,一粒種子可以造福萬千蒼生。”這是時代楷模、我的同事鍾揚教授的名言,直觀地説明了基因和種子在未來植物遺傳改良中的重要作用。正是為此,他生前16年如一日,帶着同事不畏艱辛、跋山涉水,行程50多萬公里,在西藏高海拔地區收集種子和基因資源,併為西部培養了大量科研人才。這就是鍾揚的“種子精神”,它所象徵的,不僅是作為物質財富的種子將自身的優良基因持續傳承下去,也包括一代代人才“種子”,在科學追求和愛國情懷的薰陶下茁壯成長。

鍾揚不幸離世後,復旦大學與西藏大學傳承“種子精神”,聯合成立了“西藏大學-復旦大學生物多樣性與全球變化聯合實驗室”,合作共建生態學雙一流學科。聯合實驗室繼承鍾揚遺志,將保護、研究和利用青藏高原特有種質資源多樣性設定為合作共建的重要方向。目前,聯合實驗室正鎖定西藏重要糧食作物和藏藥種質資源,如青稞大麥和獨一味,進行系統收集、保存、評價與利用研究。同時,雙方還利用科教援藏活動,在生態安全、國防安全以及科學素養提高等方面進行了大量探索。

心有所信,定能行遠。相信被厚植大地、埋入時間的“種子精神”一定能生根發芽、發揚光大。

(項目團隊:光明日報記者 張勝、李慧、顏維琦、嚴聖禾、王斯敏)