?“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,，是貫徹落實中央決策部署實現(xiàn)種業(yè)科技自立自強的關(guān)鍵舉措,，是實現(xiàn)種源自主可控的根本路徑,?！?/span>
?目前我國水稻,、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,。良種對作物增產(chǎn)貢獻率達45%以上，為保障國家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給提供了強有力種源支撐
?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值的新基因396個,，正在逐步打破跨國公司的基因壟斷，抗病蟲,、耐除草劑,、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn),、資源高效利用等基因為生物工程和分子定向設(shè)計育種提供了重要基因資源
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展水稻雜交工作 張麗蕓攝
只有用自己的手攥緊中國種子，才能端穩(wěn)中國飯碗,，才能實現(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,。
“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，是貫徹落實中央決策部署實現(xiàn)種業(yè)科技自立自強的關(guān)鍵舉措,，是實現(xiàn)種源自主可控的根本路徑,。”中國農(nóng)科院原副院長,、中國工程院院士,、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)新團隊首席專家萬建民接受《瞭望》新聞周刊專訪時表示。
經(jīng)過幾十年發(fā)展,，我國農(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52萬份,，重要性狀形成的分子機制等基礎(chǔ)研究位居國際前列,，雜種優(yōu)勢利用,、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,，選育的動植物新品種基本滿足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求,。
與種業(yè)發(fā)達國家相比，我國生物育種科技資源分布較為分散,，集團式協(xié)同創(chuàng)新不足,，面臨加強原始創(chuàng)新能力和強化產(chǎn)業(yè)發(fā)展等挑戰(zhàn)。萬建民建議,，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”現(xiàn)代種業(yè)創(chuàng)新體系,，用生物育種技術(shù)攥緊中國種子。
生物育種是打贏種業(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,，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),，對動植物開展高效,、精準(zhǔn)、定向遺傳改良和品種培育,。推進生物育種產(chǎn)業(yè)化是促進現(xiàn)代種業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,，保障國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14億人口,，每天要消耗70萬噸糧,、9.8萬噸油、192萬噸菜和23萬噸肉,。據(jù)預(yù)測,，到2030年我國糧食和肉蛋奶生產(chǎn)能力須分別提高20%和30%以上才能更好滿足民眾需求。要實現(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)上升為國家戰(zhàn)略,。黨的十九屆五中全會提出，瞄準(zhǔn)生物育種等八個前沿領(lǐng)域,，實施一批具有前瞻性,、戰(zhàn)略性的國家重大科技項目。2021年,，中央深改委第二十次會議審議通過《種業(yè)振興行動方案》,。這是繼1962年出臺《關(guān)于加強種子工作的決定》后，中央再次對種業(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》：我國生物育種技術(shù)已經(jīng)取得了哪些進展？
萬建民：近年來,，“十三五”國家重點研發(fā)計劃七大農(nóng)作物育種專項,、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國家良種重大科研聯(lián)合攻關(guān)及轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項等國家科技計劃的順利實施，初步構(gòu)建了以公益性科研院所和大學(xué)機構(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)專用等一批突破性新品種?？傮w上來說,，目前我國水稻、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,。良種對作物增產(chǎn)貢獻率達45%以上，為保障國家糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給提供了強有力種源支撐,。
第一,，開展了農(nóng)作物種質(zhì)資源的規(guī)模化表型精準(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，揭示了水稻廣譜抗稻瘟病與產(chǎn)量平衡的新機制,，解析了水稻抗褐飛虱新機制,，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值的新基因396個,，逐步打破了跨國公司的基因壟斷，抗病蟲,、耐除草劑,、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn),、資源高效利用等基因為生物工程和分子定向設(shè)計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,，我國通過專項實施建立了完整的轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)體系，研發(fā)能力進入世界第一方陣,，突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸,，主要動植物遺傳轉(zhuǎn)化效率達國際先進水平，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,、染色體細(xì)胞工程,、誘變與常規(guī)育種及雜種優(yōu)勢利用等育種技術(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,；國產(chǎn)抗蟲棉市場份額提高到99%以上,。4個耐除草劑大豆和7個抗蟲耐除草劑玉米獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書。我國自主研發(fā)的耐除草劑大豆獲準(zhǔn)在阿根廷商業(yè)化種植,?？瓜x大豆、耐旱玉米,、抗蟲水稻,、耐旱小麥、抗藍(lán)耳病豬等已形成梯次儲備,。
短板猶存
《瞭望》：國際上生物育種發(fā)展態(tài)勢如何,？
萬建民：世界主要種業(yè)強國正推動精準(zhǔn)化、高效化,、智能化種業(yè)科技革命,，進入了智能設(shè)計生物育種4.0時代。
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,，全球種植轉(zhuǎn)基因作物已經(jīng)累計達到400多億畝，有29個國家種植轉(zhuǎn)基因作物,，另外還有40多個國家和地區(qū)進口轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品,。作物種類已由玉米、大豆,、棉花,、油菜等4種擴展到馬鈴薯、苜蓿,、茄子,、甘蔗、蘋果等32種,。
世界各國紛紛將生物育種確定為國家發(fā)展戰(zhàn)略,。2018年，美國出臺《美國創(chuàng)新戰(zhàn)略》,，將生物精準(zhǔn)育種列為未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要方向,，投入巨資推動生物種業(yè)發(fā)展,。歐盟制定地平線計劃（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,。德國拜耳（原孟山都公司）、美國科迪華（原杜邦先鋒公司）等為代表的國際大型跨國種業(yè)巨頭加大研發(fā)投入,，形成了一定的市場優(yōu)勢,。科迪華在玉米領(lǐng)域擁有全球四分之一的分子育種專利,、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，具有強大競爭力,。
《瞭望》：與國際生物育種技術(shù)發(fā)展水平相比,，我們還有哪些短板？
萬建民：首先,，基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)原創(chuàng)還需加強。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值的關(guān)鍵基因，類似具有重大育種利用價值的Bt抗蟲基因較少,；基因編輯工具,、合成生物元器件、全基因選擇預(yù)測模型,、人工智能算法等關(guān)鍵技術(shù)原創(chuàng)不足,。美國已開始邁入生物技術(shù)和人工智能技術(shù)深度融合的智能設(shè)計生物育種4.0時代，我國尚處于表型選擇2.0時代到分子育種3.0時代的過渡階段,。
其次,，我國農(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,，遺傳改良進展緩慢，限制了品種源頭創(chuàng)新,。例如水稻擁有10余個不同基因組的野生種,，但除了少數(shù)不育基因、抗病和抗蟲基因得到利用外,，眾多基因有待發(fā)掘,。
再者，重大產(chǎn)品缺乏,。國際生物技術(shù)產(chǎn)品迭代升級加速,，多基因疊加產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),，我國玉米、大豆,、生豬,、奶牛、肉雞等新品種培育差距明顯,。適應(yīng)新時期農(nóng)業(yè)特點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)展的綠色宜機輕簡化品種。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,？
萬建民：我國現(xiàn)代種業(yè)創(chuàng)新體系開始形成，但與發(fā)達國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”現(xiàn)代種業(yè)創(chuàng)新體系。加強種業(yè)基礎(chǔ)性公益性研究,，改革科技成果評價體系,，強化種業(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,。重點解決好生物種業(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,。建議加快實施農(nóng)業(yè)生物育種重大項目,，加大對生物育種與產(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,，取得主動權(quán),；加快布局生物種業(yè)國家實驗室，開辟種業(yè)發(fā)展國際“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,，加強種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定，強化重要性狀分子機理解析,，克隆具有重大育種價值的優(yōu)質(zhì),、抗病蟲、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)測新模型，攻克多基因定向表達,、靶向合成生物,、人工智能設(shè)計等前沿關(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)模篩選測試等種業(yè)科技創(chuàng)新支撐體系，促進高質(zhì)量生物育種創(chuàng)新應(yīng)用,。
再者，培育更多大而強的領(lǐng)軍企業(yè),。我國農(nóng)作物種企有7000多家,，但多數(shù)規(guī)模小、競爭力不強,，全球種業(yè)前10強中,，中國種企只占兩席，分別是先正達集團和隆平高科,，亟待培育更多大而強的領(lǐng)軍企業(yè),。同時加大新修訂種子法的實施力度，強化知識產(chǎn)權(quán)保護,，激勵企業(yè)加大研發(fā)投入,。
