我國水稻種植面積穩(wěn)定在3000萬公頃以上，2021年稻谷平均單產(chǎn)達到474公斤/畝,，世界上水稻種植面積最大的10個國家中,，中國單產(chǎn)水平最高。 我國的水稻育種經(jīng)歷了矮化育種,、雜種優(yōu)勢利用和超級稻培育三次飛躍,，不但實現(xiàn)種源基本自給自足，良種覆蓋率超過96%,，還奠定了水稻育種科研水平國際領(lǐng)先地位,。
中國科學院院士 錢前
當前,，隨著我國農(nóng)村社會結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、勞動力大量轉(zhuǎn)移,，農(nóng)業(yè)機械化,、數(shù)字化、智能化的迅速發(fā)展,，水稻育種面臨新的任務(wù)和挑戰(zhàn),，一是加強我國種質(zhì)資源關(guān)鍵核心技術(shù)原創(chuàng)性，二是加強生物技術(shù)和信息技術(shù)等系統(tǒng)融合與集成應(yīng)用,，加快新型產(chǎn)品和多性狀疊加產(chǎn)品研發(fā),。
應(yīng)對挑戰(zhàn)，我國水稻育種的重點是什么,？中國科學院院士,、中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所所長錢前接受專訪時表示，要在種質(zhì)資源規(guī)?；l(fā)掘,、智慧育種、合成生物學等基礎(chǔ)理論和前沿技術(shù)方面實現(xiàn)新突破,，推進種質(zhì)資源創(chuàng)制和育種向精準化,、高效化、智能化發(fā)展,，研發(fā)出新型優(yōu)質(zhì)綠色高效新品種,，提高資源要素投入產(chǎn)出比。
中國水稻育種五大方面國際領(lǐng)先
問：我國的水稻育種研究在國際上處于領(lǐng)先位置,，具體體現(xiàn)在哪些方面,？
錢前：我國的水稻育種經(jīng)歷了矮化育種、雜種優(yōu)勢利用和超級稻培育三次飛躍,，經(jīng)歷了育種目標從產(chǎn)量到高抗,、優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)并重，育種理念從高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)逐步提升為少投入,、多產(chǎn)出,、環(huán)境友好的轉(zhuǎn)變。其間伴隨引領(lǐng)“第一次綠色革命”的矮化育種以及三系雜交稻培育,、二系雜交稻培育,、亞種間雜種優(yōu)勢利用、理想株型育種和綠色超級稻培育等6個重要歷程,。整體看,，我國的水稻育種研究在國際上處于領(lǐng)先位置，體現(xiàn)在五大方面,。
種質(zhì)資源方面,，在水稻起源與演化,、全基因組遺傳變異和資源挖掘等方面科研實力強勁，建立了水稻種質(zhì)資源保存,、精準鑒定和基因組分析等技術(shù)體系,；
育種基礎(chǔ)研究方面，在國際上率先構(gòu)建了水稻全基因組序列框架圖,，解析了產(chǎn)量,、株型、品質(zhì),、抗性等多種重要性狀形成的分子基礎(chǔ),，克隆了一批具有重大育種價值的新基因，并逐步應(yīng)用于品種改良,；
育種技術(shù)方面,，現(xiàn)代生命科學的飛速發(fā)展驅(qū)動作物育種新理論和新方法不斷突破，我們在國際上首次創(chuàng)建了可固定雜種優(yōu)勢的水稻無融合生殖育種技術(shù),，建立了“分子模塊”到“設(shè)計型品種”的現(xiàn)代生物技術(shù)育種創(chuàng)新體系,；
品種選育和產(chǎn)量提升方面，近年來水稻品種審定數(shù)量大幅增加,，優(yōu)質(zhì)品種不斷增多,，良種供應(yīng)能力持續(xù)提高。水稻種植面積穩(wěn)定在3000萬公頃以上,，2021年稻谷平均單產(chǎn)達到474公斤/畝,，世界上水稻種植面積最大的10個國家中，中國單產(chǎn)水平最高,；
在水稻生產(chǎn)模式方面,，創(chuàng)建了水稻產(chǎn)量、品質(zhì)與資源利用效率協(xié)同提高,、抗逆穩(wěn)產(chǎn),、精準輕簡化綠色增產(chǎn)集成模式。
這其中,，水稻基因設(shè)計育種從理論到實踐我國都走在國際前列,。本世紀初，我國科學家就提出了水稻基因設(shè)計育種將成為第三次水稻育種突破口的觀點,。我先后主編了《水稻分子育種技術(shù)指南》和《水稻基因設(shè)計育種》兩部專著，系統(tǒng)介紹了水稻分子標記輔助育種的基本原理與方法,，從技術(shù)與應(yīng)用的層面,，規(guī)劃了水稻分子設(shè)計育種的具體實施路線。
在長期的育種實踐和理論思考基礎(chǔ)上,，李家洋院士團隊,、韓斌院士團隊和我們共同提出了理想株型與秈—粳雜種優(yōu)勢相結(jié)合的未來超級雜交稻分子設(shè)計模型,，通過精準分子設(shè)計與全基因組分子標記輔助育種技術(shù)，組合亞種間優(yōu)良等位基因,，培育具有秈—粳雜種優(yōu)勢與理想株型的高產(chǎn),、優(yōu)質(zhì)、抗逆,、抗病的新品種,。
這一理論為水稻生產(chǎn)的第三次產(chǎn)量飛躍提供了指導(dǎo)性思路。在該理論指導(dǎo)下,，我們分子設(shè)計選育的粳質(zhì)秈型雜交稻廣兩優(yōu)7203通過了國家區(qū)試,，獲國家品種審定，后續(xù)還選育了多個優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的國審和省審新品種：廣兩優(yōu)7217,、嘉禾優(yōu)7245,、中嘉8號、嘉禾優(yōu)5號,、嘉禾優(yōu)7號,、深兩優(yōu)7248等，并在浙,、湘,、贛、桂等南方稻區(qū)大面積推廣應(yīng)用,。
《瞭望》：當前我國種業(yè)發(fā)展還面臨哪些挑戰(zhàn),？
錢前：隨著資源環(huán)境等要素投入對產(chǎn)量提升的驅(qū)動力減弱，科技驅(qū)動種業(yè)創(chuàng)新需求日益增強,，種業(yè)發(fā)展面臨新的任務(wù)和挑戰(zhàn),。
一是加強我國種質(zhì)資源關(guān)鍵核心技術(shù)原創(chuàng)性，突破全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)核心專利70%被美國控制的局面,。
二是加強生物技術(shù)和信息技術(shù)等系統(tǒng)融合與集成應(yīng)用,，加快推進新型產(chǎn)品和多性狀疊加產(chǎn)品研發(fā)。
持續(xù)推動水稻種業(yè)迭代升級
《瞭望》：推動水稻種業(yè)迭代升級,，重點需要加強哪些方面的工作,？
錢前：種質(zhì)資源是支撐農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新和育種創(chuàng)新的物質(zhì)基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)生物多樣性和農(nóng)耕文明的重要載體,。我國幅員遼闊,，生態(tài)條件各異，在不同的環(huán)境適應(yīng)和生態(tài)壓力選擇下,，形成了眾多獨特的遺傳類型的種質(zhì)資源,。在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部領(lǐng)導(dǎo)下，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所牽頭帶領(lǐng)全國作物種質(zhì)資源工作者，在幾代人經(jīng)過40多年的共同努力下,，建立起當前的作物種質(zhì)資源保護體系,，對以我國自有作物種質(zhì)資源為主的52萬余份資源進行了有效保護，涉及糧,、棉,、油、果等340種作物及相關(guān)的野生近緣植物,，共2000多個物種,。
野生稻是水稻種質(zhì)資源天然的基因庫，在長期的自然選擇壓力下,，積累了諸多優(yōu)良性狀決定基因,，為新基因挖掘和種質(zhì)創(chuàng)新提供了新機遇。建議充分利用先進的生物學研究技術(shù),，高效的基因型和表型鑒定技術(shù)體系,，進一步加強種質(zhì)資源尤其是野生稻資源的鑒定評價。通過開展規(guī)?；姆N質(zhì)資源精準鑒定,，創(chuàng)造有利性狀表達的環(huán)境條件，高效發(fā)掘資源中蘊藏的控制多年生,、抗病蟲等重要農(nóng)藝性狀基因,，明確這些基因的育種利用價值，從而加快育種利用和遺傳改良進程,，全面提升我國種業(yè)科技競爭實力,，為實現(xiàn)種業(yè)振興提供有效支撐。
《瞭望》：未來水稻育種的主攻方向有哪些,？
錢前：在我國,，隨著人民群眾生活水平提高，人均大米消費量有所下降,，消費總量增速有所放緩,，但對優(yōu)質(zhì)食味、營養(yǎng)健康大米需求明顯增加,。我國稻米品質(zhì)改良已取得顯著成效,，但與國外優(yōu)質(zhì)稻相比仍存在一定差距。
目前,，國際水稻育種技術(shù)加速向精準化,、高效化和智能化發(fā)展，傳統(tǒng)育種與現(xiàn)代分子技術(shù)結(jié)合日益緊密,，全基因組選擇,、分子設(shè)計育種等前沿技術(shù)持續(xù)推動水稻種業(yè)迭代升級。
對標國際發(fā)展趨勢，未來我國水稻育種的主攻方向包括：
一是對種質(zhì)資源尤其是野生稻資源的收集保存總體布局,，拓寬品種培育上資源多樣性，形成優(yōu)勢種質(zhì)資源群,。
二是集成全基因組選擇,、基因編輯等前沿育種技術(shù)，結(jié)合理想株型與秈—粳雜種優(yōu)勢相結(jié)合的未來超級雜交稻分子設(shè)計模型,，創(chuàng)新第三代水稻雜種優(yōu)勢利用技術(shù),。
三是利用全基因組數(shù)據(jù)、種質(zhì)表型組數(shù)據(jù),、當?shù)貧夂?、土壤、生物和非生物資源等大數(shù)據(jù),，創(chuàng)建生態(tài)區(qū)適應(yīng)性新種質(zhì)智能設(shè)計的技術(shù)體系,。
四是以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，選育適宜直播及機械化生產(chǎn)和環(huán)境友好型的水稻新品種,；培育滿足不同人群需求的富鐵,、鋅、硒等功能型優(yōu)質(zhì)水稻新品種,。
建議我國盡快啟動實施生物育種重大項目：
一是在全球范圍內(nèi)構(gòu)建種質(zhì)資源,，尤其是野生稻收集交換的跨國網(wǎng)絡(luò)體系，強化國家種質(zhì)資源庫（圃）建設(shè),，提升我國種質(zhì)資源保存的數(shù)量和質(zhì)量,。
二是加強水稻種質(zhì)資源挖掘與創(chuàng)新利用，研制和建立符合現(xiàn)代化種質(zhì)資源挖掘和利用需求的技術(shù)標準規(guī)范,，規(guī)?；诰蛞吧镜葢?zhàn)略性資源，提高種質(zhì)資源的儲備,、研究和管理能力,。
三是加強水稻前沿育種關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，通過交叉學科項目培育,，促進跨學科研究和系統(tǒng)研究方法,，推動水稻育種效率提升。
四是瞄準產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,，基于規(guī)?；诵姆N質(zhì)資源庫，構(gòu)建種質(zhì)資源表型性狀和多組學整合信息數(shù)據(jù)平臺,。
確保中國糧用中國種
《瞭望》：對打好種業(yè)翻身仗,，你有哪些建議？
錢前：種業(yè)是農(nóng)業(yè)的“芯片”，打好種業(yè)翻身仗是黨中央做出的重大戰(zhàn)略決策,，為確保中國碗裝中國糧,、中國糧用中國種，有以下幾方面建議：
進一步拓展我國種質(zhì)資源的遺傳多樣性,。建立具有世界先進水平的野生近緣種和地方品種保護,、研究和利用體系。開展種質(zhì)資源聯(lián)合考察,，搭建全方位,、寬領(lǐng)域、多層次的國際交流與合作平臺,，加大優(yōu)異資源引進和交換力度,。組織實施一批重大國際合作項目，提升種質(zhì)資源安全保護與高效利用水平,。
進一步加強生物育種研發(fā),，推動生物育種產(chǎn)業(yè)化。基于基因組,、表型組,、人工智能和大數(shù)據(jù)，定點編輯目標基因使之產(chǎn)生期望表型,。在全基因組水平預(yù)測庫存種質(zhì)資源的利用價值,，快速聚合優(yōu)良等位基因，實現(xiàn)新種質(zhì)的智能,、高效和定向創(chuàng)制,，推動生物育種產(chǎn)業(yè)化。
進一步加強知識產(chǎn)權(quán)保護,，打造有利于創(chuàng)新的社會環(huán)境,。優(yōu)化現(xiàn)行種業(yè)相關(guān)制度和政策，完善專利和植物新品種保護制度,，擴大保護名錄,，切實保護原創(chuàng)性、突破性成果,。加強知識產(chǎn)權(quán)保護,，推進種質(zhì)資源共享共用。改進現(xiàn)有種業(yè)科研成果評價方式,，完善成果獎勵機制,。
進一步穩(wěn)定科研投入，提升原始創(chuàng)新能力,。加大種業(yè)科技財政投入力度,，加快籌建種業(yè)創(chuàng)新基金,。構(gòu)建企業(yè)主動投入、基金等社會資本投入和地方政府投入相結(jié)合的多元投資配置模式,。
進一步深化科企合作,，推進產(chǎn)學研融合。建立以科研單位為主體的育種基礎(chǔ)理論,、種質(zhì)資源創(chuàng)新,、高新技術(shù)和共性技術(shù)研究體系和以企業(yè)為主體的商業(yè)化育種體系，構(gòu)建新型產(chǎn)學研協(xié)同攻關(guān)模式,，推進全國大聯(lián)合和大協(xié)作。
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