瞄準(zhǔn)問(wèn)題 整合資源 立異機(jī)制種業(yè)科技水平不斷跋涉
閱讀：458次 更新時(shí)間：2022-04-11
一粒種子，一季收成。最近，北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研討中心研討員趙久然先是去了海南的南繁基地，又再接再勵(lì)地往山東跑了一趟。
“南繁育種收成后，接著要在北方播種，有些試驗(yàn)種子還要分發(fā)到全國(guó)許多試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行培育檢驗(yàn)。”趙久然奉告記者，“品種育成后，僅僅完畢了一半的作業(yè)；工業(yè)化和大規(guī)劃運(yùn)用，仍是要交給企業(yè)。最近，一些種子企業(yè)正在跟我們搞產(chǎn)學(xué)研協(xié)作。”
種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，聯(lián)絡(luò)著我國(guó)人的糧食安全，關(guān)于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化更是發(fā)揮著基礎(chǔ)性效果。
一個(gè)新品種是怎樣培育出來(lái)的？近年來(lái)我國(guó)種業(yè)科技攻關(guān)的展開(kāi)怎樣？怎樣讓種業(yè)具有更多“我國(guó)芯”？
優(yōu)異種子可以貢獻(xiàn)糧食增產(chǎn)量的45%—50%，但新品種培育周期長(zhǎng)、難度大、失利率高
品種是指通過(guò)人工選擇和培育，具有必定經(jīng)濟(jì)價(jià)值和一同遺傳特征的一群生物體。安穩(wěn)性、一同性和特異性，是某一作物集體成為品種的根柢要求。
“生物最重要的兩個(gè)特征，一個(gè)是遺傳，另一個(gè)是變異。變異既有天然變異，也有人為創(chuàng)造產(chǎn)生的變異。”趙久然介紹，“人類進(jìn)入農(nóng)業(yè)社會(huì)之后，就有了馴化——把野生植物變成人工培育或培育的，這是擇優(yōu)留種。真實(shí)的現(xiàn)代育種是在孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)矩之后產(chǎn)生的，距今只要100多年。”
作物常規(guī)育種一般包括幾個(gè)根柢進(jìn)程：遺傳變異的發(fā)現(xiàn)和立異，遺傳變異的選擇和固定，品種（組合、集體）的決選和審定，新品種繁殖和推廣。
“育種是在現(xiàn)有種子的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，讓它們變得更好，如產(chǎn)量更高、質(zhì)量更優(yōu)、抗蟲(chóng)耐旱等。”我國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研討所副所長(zhǎng)、國(guó)家小麥工業(yè)技術(shù)系統(tǒng)首席科學(xué)家劉錄祥說(shuō)，“怎樣讓產(chǎn)量更高？要去發(fā)現(xiàn)一些對(duì)產(chǎn)量有貢獻(xiàn)的優(yōu)異基因，漸進(jìn)地進(jìn)行一些重組和優(yōu)化。”
育種說(shuō)起來(lái)不難理解，但實(shí)踐做起來(lái)周期長(zhǎng)、難度大、失利率高。趙久然認(rèn)為，把種子比作農(nóng)業(yè)的“芯片”非常形象。芯片中有許多的晶體管，種子里也有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的基因。作物性狀首要是由基因來(lái)選擇的，環(huán)境對(duì)基因的表達(dá)也有影響。“這些影響要素非常多，而且選育優(yōu)異性狀時(shí)，基因之間也有互相效果和影響，往往會(huì)呈現(xiàn)綽綽有余的狀況，所以培育出優(yōu)異品種難度非常大。”
劉錄祥介紹，現(xiàn)代育種首要要把優(yōu)異的基因開(kāi)掘、判定出來(lái)，再把帶有這些基因的材料整理出來(lái)。這些材料進(jìn)一步地雜交、分別、重組、選擇，終究把對(duì)育種政策有用的基因從頭“組裝”起來(lái)，一同把倒霉的基因選擇掉。
育種對(duì)促進(jìn)作物出產(chǎn)的效果顯著，首要體現(xiàn)在跋涉產(chǎn)量、增強(qiáng)抗性、改進(jìn)質(zhì)量、跋涉出產(chǎn)功率等方面。劉錄祥闡明，育種技術(shù)的改造翻開(kāi)，是農(nóng)作物增產(chǎn)最重要的基礎(chǔ)之一，優(yōu)異種子可以貢獻(xiàn)糧食增產(chǎn)量的45%—50%。
此外，育種還能增強(qiáng)抗性，比方抗干旱、抗寒或耐高溫，減輕病蟲(chóng)害等，在增強(qiáng)作物對(duì)不良土壤、水利條件的適應(yīng)性，以及削減化肥和農(nóng)藥的運(yùn)用等方面有巨大潛力。例如，超早熟大豆品種的育成，使我國(guó)黑龍江一些高緯度區(qū)域大豆出產(chǎn)邁上了新臺(tái)階；耐旱作物和耐旱品種的選育，則為半干旱區(qū)域農(nóng)業(yè)出產(chǎn)的穩(wěn)步增長(zhǎng)作出了貢獻(xiàn)。
20世紀(jì)以來(lái)，全球種業(yè)科技先后履歷矮稈化、雜交化、生物技術(shù)3次首要的技術(shù)改造。當(dāng)時(shí)，以“生物技術(shù)+信息技術(shù)”為特征的第四次種業(yè)科技改造正在孕育，推動(dòng)種業(yè)研發(fā)、出產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)和處理產(chǎn)生著深化改造。
“特別是分子標(biāo)記、基因修正等技術(shù)，近年來(lái)得到了敏捷翻開(kāi)。常規(guī)的雜交育種、誘變育種等，也在信息技術(shù)、航天科技等新辦法的推動(dòng)下，不斷向前邁進(jìn)。”劉錄祥奉告記者。
種業(yè)科技水平穩(wěn)步跋涉，但仍面臨不少“卡脖子”難題
我國(guó)作為世界第二大種子需求國(guó)，種業(yè)商場(chǎng)規(guī)劃超千億元。通過(guò)多年持續(xù)攻關(guān)，我國(guó)種業(yè)科技水平穩(wěn)步跋涉。水稻、玉米、小麥等三大主糧高效育種技術(shù)系統(tǒng)逐漸完善，首要農(nóng)作物自主選育品種抵達(dá)95％以上，根柢完畢首要糧食作物良種全掩蓋。
科技部鄉(xiāng)村科技司副司長(zhǎng)、一級(jí)巡視員蔣丹平介紹，在國(guó)家科技計(jì)劃等支撐下，我國(guó)種業(yè)立異取得一系列重要展開(kāi)。
以2021年為例，基礎(chǔ)立異研討方面，提出了異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化的新策略，提醒了玉米基因組中沖突禾來(lái)歷的大片段缺失變異的進(jìn)化動(dòng)態(tài)及功用影響；要害中心技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，開(kāi)發(fā)出新式基因修正東西，打破了國(guó)外獨(dú)占。
在新品種創(chuàng)制與運(yùn)用方面，打破了小麥—冰草雜交世界難題，創(chuàng)制出增產(chǎn)10%以上的高產(chǎn)、抗病、抗逆等小麥—冰草新種質(zhì)392份；第三代雜交水稻完畢雙季稻周年畝產(chǎn)1603.9公斤；初次成功選育出高抗赤霉病、抗白粉病的“雙抗”高產(chǎn)小麥新品種——揚(yáng)麥33號(hào)，有望成為我國(guó)新一代主導(dǎo)品種；小麥品種百農(nóng)207、濟(jì)麥22，玉米品種京科968、裕豐303、中科玉505等新品種的年運(yùn)用面積逾越1000萬(wàn)畝，為確保糧食安全發(fā)揮了重要效果。
看到效果的一同，也要正視我國(guó)在種業(yè)科技方面還面臨不少“卡脖子”的難題。劉錄祥舉例，我國(guó)一些作物如玉米、大豆等種子根柢自給，但受育種及培育等要素影響，單產(chǎn)還有很大的跋涉潛力；少數(shù)蔬菜品種還不能很好滿意商場(chǎng)的多樣化需求，一些適宜設(shè)備培育、加工專用的蔬菜品種仍需進(jìn)口。
導(dǎo)致種業(yè)科技短板的原因有多個(gè)方面。劉錄祥進(jìn)一步分析說(shuō)：“比方，我們沒(méi)有把握支撐某些品種的嚴(yán)峻基因，也缺少開(kāi)掘這些嚴(yán)峻基因的東西和辦法，這方面的間隔首要源于基礎(chǔ)研討。”
趙久然認(rèn)為，育種是一個(gè)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的立異進(jìn)程，農(nóng)作物育種均勻周期都在5—10年。“科技項(xiàng)目一般周期是3—5年，有些項(xiàng)目期內(nèi)創(chuàng)制出來(lái)的品種都是前期堆集起來(lái)的，存在‘期限錯(cuò)配’，對(duì)科研人員長(zhǎng)時(shí)間安穩(wěn)的支撐不行。”
一同，種業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，觸及種質(zhì)資源收集和點(diǎn)評(píng)，新品種選育、中試、推廣，需求產(chǎn)學(xué)研密切協(xié)作。現(xiàn)在我國(guó)多半左右的種業(yè)科技資源和人才在科研單位，產(chǎn)學(xué)研深度融合、育繁推一體的商業(yè)化育種系統(tǒng)沒(méi)有健全。種業(yè)企業(yè)數(shù)量許多，但規(guī)劃和比賽力不行，真實(shí)具有研發(fā)才調(diào)的種業(yè)企業(yè)少之又少。
知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題也不容忽視。自1999年實(shí)施植物新品種維護(hù)原則以來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)植物新品種權(quán)央求總量現(xiàn)已打破5萬(wàn)件，現(xiàn)在已授權(quán)近2萬(wàn)件。可是，“短平快”的仿照式育種具有普遍性，種子商場(chǎng)假冒偽劣、套牌侵權(quán)等違法犯罪行為也時(shí)有產(chǎn)生。
劉錄祥認(rèn)為，侵權(quán)行為導(dǎo)致品種同質(zhì)化，嚴(yán)峻挫傷了立異主體的生動(dòng)性，影響了科研投入，非常倒霉于激起育種原始立異生機(jī)。“跟著新修訂的種子法實(shí)施，將實(shí)施實(shí)質(zhì)性派生品種原則，全方位擴(kuò)展植物新品種權(quán)維護(hù)規(guī)劃，大幅度跋涉侵權(quán)危害賠償規(guī)范，進(jìn)一步健全煽動(dòng)種業(yè)原始立異的規(guī)律原則，對(duì)推動(dòng)種業(yè)復(fù)興具有標(biāo)志性意義。”
不管是處理育種難題仍是完畢追逐跨過(guò)，都需求有更大力度、更遠(yuǎn)策劃的立異作為
“不管是處理育種難題仍是完畢追逐跨過(guò)，都需求有更大力度、更遠(yuǎn)策劃的立異作為。”蔣丹平標(biāo)明，科技部將從“支撐、引領(lǐng)、走出新路”三個(gè)方面發(fā)力，深化推動(dòng)種業(yè)科技攻關(guān)，加快完畢種業(yè)科技自立自強(qiáng)。
支撐方面，環(huán)繞工業(yè)鏈安置立異鏈，將系統(tǒng)安置一批國(guó)家要害研發(fā)項(xiàng)目，制作種業(yè)領(lǐng)域國(guó)家嚴(yán)峻立異途徑，推動(dòng)種業(yè)國(guó)家技術(shù)立異中心制作布局等。引領(lǐng)方面，環(huán)繞立異鏈布局工業(yè)鏈，加快建議農(nóng)業(yè)生物育種嚴(yán)峻項(xiàng)目，驅(qū)動(dòng)基因修正、全基因組選擇、組成生物學(xué)、生物大數(shù)據(jù)和人工智能等跨學(xué)科技術(shù)深度穿插融合與系統(tǒng)集成；煽動(dòng)和支撐企業(yè)生動(dòng)參與國(guó)家種業(yè)領(lǐng)域科技計(jì)劃，擇優(yōu)支撐中小企業(yè)科技立異。
走出新路方面，針對(duì)嚴(yán)峻、急迫、長(zhǎng)時(shí)間瓶頸約束的任務(wù)，實(shí)施“揭榜掛帥”機(jī)制；針對(duì)區(qū)域特征種質(zhì)資源開(kāi)掘與立異運(yùn)用等任務(wù)，選用“部省聯(lián)動(dòng)”機(jī)制，強(qiáng)化資源、處理、政策聯(lián)動(dòng)，推動(dòng)效果實(shí)施落地；針對(duì)調(diào)集要害中心技術(shù)可取得原創(chuàng)性研討效果的任務(wù)，選用青年科學(xué)家領(lǐng)銜機(jī)制，煽動(dòng)清閑根究，推動(dòng)青年科技人才嶄露頭角。針對(duì)我們畜、林木等育種周期長(zhǎng)的特征，根究實(shí)施長(zhǎng)周期支撐機(jī)制等。
“在2021年發(fā)布的國(guó)家要害研發(fā)計(jì)劃中，有19個(gè)項(xiàng)目選用‘揭榜掛帥’辦法組織，只需有才調(diào)處理種業(yè)立異的問(wèn)題，英雄不問(wèn)身世，煽動(dòng)參與比賽。”蔣丹平舉例說(shuō)，“我們的青年科學(xué)家機(jī)制，改變了以往大項(xiàng)目、大團(tuán)隊(duì)的央求辦法，只需你在單點(diǎn)上有打破，可以完畢原始立異，相同可以央求。在青年科研人員思想生動(dòng)、年富力強(qiáng)的時(shí)分，從國(guó)家科技計(jì)劃層面給予支撐，為他們承受更大的課題打下基礎(chǔ)。”
針對(duì)育種科研周期長(zhǎng)的特征，本年科技部將遴選一批項(xiàng)目，選用長(zhǎng)周期的支撐辦法。“歸入支撐機(jī)制往后，我們選用3年點(diǎn)評(píng)、5年翻滾的辦法，煽動(dòng)科研人員盡心根究。”蔣丹平說(shuō)。
2021年11月，趙久然掌管的“高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、多抗廣適玉米品種京科968的培育與運(yùn)用”項(xiàng)目，獲2020年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)跋涉獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。從2001年開(kāi)端種質(zhì)資源鑒選，到2011年品種通過(guò)國(guó)家審定后進(jìn)行工業(yè)化和大面積演示推廣，再到2021年獲獎(jiǎng)，趙久然的科研生計(jì)是以10年為單位核算的。他的履歷印證了育種不只需求知識(shí)和智慧，更需求恒心和勇氣。
