新一輪生物技術(shù)和信息技術(shù)深度融合，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代生物育種技術(shù)快速變革迭代，成為推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新引擎。生物育種已進(jìn)入一個(gè)大數(shù)據(jù)、大平臺(tái)、大發(fā)現(xiàn)的新時(shí)代。

萬建民

全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)

一粒種子可以改變一個(gè)世界。種業(yè)發(fā)展直接關(guān)系國(guó)家糧食安全和百姓的“米袋子”“菜籃子”。

“十四五”時(shí)期我國(guó)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(guó)人民代表大會(huì)第四次會(huì)議“部長(zhǎng)通道”上，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部部長(zhǎng)唐仁健表示：“我們正在會(huì)同有關(guān)部門，研究制定打好種業(yè)翻身仗的行動(dòng)方案。力求用10年左右的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)種業(yè)重大突破。一是在種質(zhì)資源方面，目前畜禽種質(zhì)資源庫(kù)正在立項(xiàng)；海洋漁業(yè)種質(zhì)資源庫(kù)已經(jīng)開建；新的農(nóng)作物種質(zhì)資源庫(kù)今年9月份就能建好，建成后保存能力將達(dá)到150萬份，位居世界第一。二是在關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)方面，將在原創(chuàng)技術(shù)、底盤技術(shù)上盡可能突破，爭(zhēng)取把這些技術(shù)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(guó)家種子基地建設(shè)。五是管好種子市場(chǎng)，保護(hù)好知識(shí)產(chǎn)權(quán)，尤其要嚴(yán)厲打擊套牌侵權(quán)行為。”

生物育種成推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展新引擎

“我國(guó)是世界第二大種業(yè)市場(chǎng)，是種業(yè)大國(guó)，但還不是種業(yè)強(qiáng)國(guó)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代種業(yè)的跨越式發(fā)展，打好種業(yè)翻身仗，關(guān)鍵是要大力推進(jìn)育種技術(shù)創(chuàng)新。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科教司二級(jí)巡視員張文指出。

“國(guó)際種業(yè)發(fā)展一般分為4個(gè)階段，即馴化選擇1.0時(shí)代、常規(guī)育種2.0時(shí)代、分子標(biāo)記輔助選擇育種3.0時(shí)代和智能化育種4.0時(shí)代。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家，種業(yè)已進(jìn)入‘生物技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)信息技術(shù)’的育種4.0時(shí)代。我國(guó)仍處在以雜交選育和分子技術(shù)輔助選育為主的2.0時(shí)代至3.0時(shí)代之間。”全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)萬建民告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

近年來，發(fā)達(dá)國(guó)家不斷深化基礎(chǔ)學(xué)科布局，搶占未來農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)。在重大基因挖掘與功能解析、重要性狀形成的分子機(jī)制等方面的研究取得重大進(jìn)展；驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)與人工智能深度融合；促使基因編輯、合成生物等技術(shù)升級(jí)換代與疊加整合，推動(dòng)精準(zhǔn)化、智能化、工廠化種業(yè)革命。

“我國(guó)雖擁有豐富的種質(zhì)資源，但是由于長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究薄弱，導(dǎo)致原創(chuàng)性新種質(zhì)、新材料、新技術(shù)不足，一些動(dòng)植物核心種源的知識(shí)產(chǎn)權(quán)受國(guó)外種業(yè)巨頭把控。”中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授、國(guó)家農(nóng)業(yè)科技戰(zhàn)略研究院院長(zhǎng)高旺盛告訴科技日?qǐng)?bào)記者。

十九屆五中全會(huì)提出把科技自立自強(qiáng)作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，把生物育種列為強(qiáng)化國(guó)家戰(zhàn)略力量重點(diǎn)發(fā)展的八大前沿領(lǐng)域之一。生物育種創(chuàng)新與應(yīng)用被擺在了更加突出的重要位置，生物育種發(fā)展進(jìn)入新階段。

“新一輪生物技術(shù)和信息技術(shù)深度融合，驅(qū)動(dòng)現(xiàn)代生物育種技術(shù)快速變革迭代，成為推動(dòng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新引擎。生物育種已進(jìn)入一個(gè)大數(shù)據(jù)、大平臺(tái)、大發(fā)現(xiàn)的新時(shí)代。”萬建民說。

利用新技術(shù)實(shí)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(zhì)資源就是芯片的芯片。沒有種質(zhì)資源，農(nóng)業(yè)育種創(chuàng)新將成為無源之水。我國(guó)擁有52萬份種質(zhì)資源，是全球第二的種質(zhì)資源大國(guó)，但經(jīng)過深度鑒定評(píng)價(jià)的種質(zhì)資源不足10%，對(duì)種質(zhì)資源的開發(fā)利用與發(fā)達(dá)國(guó)家存在一定差距。”全國(guó)人大代表、中化集團(tuán)黨組副書記、總經(jīng)理?xiàng)钊A說，中國(guó)有著對(duì)種質(zhì)資源保護(hù)不力的深刻教訓(xùn)。我國(guó)是大豆的原產(chǎn)國(guó)，有著特殊的大豆優(yōu)異種質(zhì)資源，但國(guó)外公司利用我國(guó)的一個(gè)野生大豆材料作為親本，申請(qǐng)了64項(xiàng)國(guó)際專利，導(dǎo)致我國(guó)育種企業(yè)用自己的大豆植株育種也可能侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)。對(duì)種質(zhì)資源的保護(hù)和開發(fā)利用不足，造成我國(guó)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(guó)將繼續(xù)推進(jìn)第三次全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動(dòng)，重點(diǎn)建設(shè)高通量、規(guī)?；硇图盎蛐丸b定平臺(tái)，發(fā)掘攜帶優(yōu)異基因資源的種質(zhì)材料，定向改良創(chuàng)制高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、高效利用養(yǎng)分的新種質(zhì)。

在中國(guó)科學(xué)院上海植物逆境生物學(xué)研究中心主任、美國(guó)科學(xué)院院士朱健康看來，生物育種技術(shù)用好了，我國(guó)就能夠解決農(nóng)業(yè)面臨的種業(yè)瓶頸問題。

朱健康認(rèn)為，如果靠傳統(tǒng)育種，要趕上國(guó)外種業(yè)的技術(shù)水平需要很多年，但新的育種技術(shù)可以讓我們更快做到。“新技術(shù)完全有可能讓我們真正做到種業(yè)彎道超車，讓我國(guó)的種子更有競(jìng)爭(zhēng)力。”他說。

“目前，世界種業(yè)正迎來以基因編輯、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，需要我們抓住機(jī)遇、加快創(chuàng)新，打好種業(yè)翻身仗，從而實(shí)現(xiàn)種業(yè)的跨越式發(fā)展。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部副部長(zhǎng)張?zhí)伊直硎尽?/p>

高旺盛建議，“十四五”期間，我國(guó)應(yīng)組織實(shí)施國(guó)家種業(yè)科技創(chuàng)新工程，加強(qiáng)動(dòng)物干細(xì)胞、合成生物學(xué)等基礎(chǔ)前沿技術(shù)原創(chuàng)性突破，培育一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心種質(zhì)資源和重大戰(zhàn)略性新品種；加快生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程；實(shí)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(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭種業(yè)企業(yè)。

“我們要建設(shè)創(chuàng)新鏈系統(tǒng)布局的技術(shù)創(chuàng)新中心，增建農(nóng)作物基因資源等國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，培育上中下游一體化的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，扶植具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的種業(yè)企業(yè)，把握生物種業(yè)發(fā)展主動(dòng)權(quán)。”萬建民說。

加強(qiáng)原始創(chuàng)新促進(jìn)種業(yè)科技自立自強(qiáng)

如何加強(qiáng)種業(yè)科技原始創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技的自立自強(qiáng)？

“今年的中央一號(hào)文件已經(jīng)對(duì)打好種業(yè)翻身仗做了頂層設(shè)計(jì)和系統(tǒng)部署，涉及到種質(zhì)資源保護(hù)、育種科研攻關(guān)、種業(yè)市場(chǎng)管理等整個(gè)種業(yè)全鏈條的各個(gè)環(huán)節(jié)?？偟膩碇v，必須要堅(jiān)持底線思維和問題導(dǎo)向，圍繞國(guó)家糧食安全和重要農(nóng)副產(chǎn)品保數(shù)量、保多樣、保質(zhì)量的‘三保’要求，遵循種業(yè)創(chuàng)新發(fā)展規(guī)律，破卡點(diǎn)、補(bǔ)短板、強(qiáng)優(yōu)勢(shì)。概括起來，就是要加快構(gòu)建種業(yè)創(chuàng)新體系，包括種質(zhì)資源保護(hù)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(jìng)爭(zhēng)、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(dòng)化、智能化的國(guó)家新作物種質(zhì)庫(kù)，重點(diǎn)培育優(yōu)質(zhì)綠色超級(jí)稻、優(yōu)質(zhì)功能水稻、優(yōu)質(zhì)節(jié)水小麥、抗赤霉病小麥、耐旱宜機(jī)收玉米、抗蟲耐除草劑玉米、優(yōu)質(zhì)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(jìn)良種聯(lián)合攻關(guān)和遺傳改良計(jì)劃，挖掘真正有用的基因，創(chuàng)制有突破性的種質(zhì)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)種業(yè)科技自立自強(qiáng)。如水稻、小麥，要加快優(yōu)質(zhì)專用品種選育，保持競(jìng)爭(zhēng)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(zhì)營(yíng)養(yǎng)、高效安全、農(nóng)業(yè)工業(yè)化。”全國(guó)人大代表、中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育研究所研究員李家洋表示，我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)到了加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的新階段，必須更加依靠科技實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，源源不斷地為農(nóng)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效提供強(qiáng)大動(dòng)力。

李家洋說，以水稻為例，未來還將進(jìn)行3個(gè)方面的工作。

第一，要加強(qiáng)新品種培育。我國(guó)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(jí)換代，需要繼續(xù)創(chuàng)制更多適應(yīng)不同生態(tài)區(qū)的水稻新品種。

第二，要加強(qiáng)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(guó)家糧食安全。

第三，要繼續(xù)加強(qiáng)水稻功能基因研究，特別是在還沒有找到關(guān)鍵基因的重要農(nóng)藝性狀領(lǐng)域（抗高低溫、抗蟲、抗稻曲病等），更需要加大研究。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所所長(zhǎng)、國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席科學(xué)家李新海以玉米為例指出，玉米是中國(guó)第一大作物，也是我國(guó)重要的糧食飼料和工業(yè)原料，是國(guó)家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給的重要基礎(chǔ)。

“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(zhì)瓶頸，要向優(yōu)質(zhì)化、綠色化、機(jī)械化等方向發(fā)展，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注熱帶種質(zhì)，通過技術(shù)融合驅(qū)動(dòng)我國(guó)生物育種原創(chuàng)核心科研實(shí)力的快速提升，掌握玉米種業(yè)的話語權(quán)，保障國(guó)家糧食安全。”李新海說。記者 馬愛平