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(dá)到474公斤/畝，世界上水稻種植面積最大的10個(gè)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(shí)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(xué)院院士 錢前
當(dāng)前,，隨著我國農(nóng)村社會(huì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,、勞動(dòng)力大量轉(zhuǎn)移,，農(nóng)業(yè)機(jī)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(qiáng)我國種質(zhì)資源關(guān)鍵核心技術(shù)原創(chuàng)性，二是加強(qiáng)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(diǎn)是什么,？中國科學(xué)院院士,、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所所長錢前接受專訪時(shí)表示，要在種質(zhì)資源規(guī)?；l(fā)掘,、智慧育種、合成生物學(xué)等基礎(chǔ)理論和前沿技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)新突破,，推進(jìn)種質(zhì)資源創(chuàng)制和育種向精準(zhǔn)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(biāo)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(gè)重要?dú)v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(shí)力強(qiáng)勁，建立了水稻種質(zhì)資源保存,、精準(zhǔn)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(jià)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(xué)的飛速發(fā)展驅(qū)動(dòng)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(jì)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(dá)到474公斤/畝,，世界上水稻種植面積最大的10個(gè)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(zhǔn)輕簡化綠色增產(chǎn)集成模式。
這其中,，水稻基因設(shè)計(jì)育種從理論到實(shí)踐我國都走在國際前列,。本世紀(jì)初，我國科學(xué)家就提出了水稻基因設(shè)計(jì)育種將成為第三次水稻育種突破口的觀點(diǎn),。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(jì)育種》兩部專著,，系統(tǒng)介紹了水稻分子標(biāo)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(jì)育種的具體實(shí)施路線,。
在長期的育種實(shí)踐和理論思考基礎(chǔ)上,，李家洋院士團(tuán)隊(duì)、韓斌院士團(tuán)隊(duì)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(jì)模型,，通過精準(zhǔn)分子設(shè)計(jì)與全基因組分子標(biāo)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(jì)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(gè)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(dāng)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(dòng)力減弱，科技驅(qū)動(dòng)種業(yè)創(chuàng)新需求日益增強(qiáng),，種業(yè)發(fā)展面臨新的任務(wù)和挑戰(zhàn),。
一是加強(qiáng)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(qiáng)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(jìn)新型產(chǎn)品和多性狀疊加產(chǎn)品研發(fā)。
持續(xù)推動(dòng)水稻種業(yè)迭代升級
《瞭望》：推動(dòng)水稻種業(yè)迭代升級,，重點(diǎn)需要加強(qiáng)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(dú)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(xué)院作物科學(xué)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(dāng)前的作物種質(zhì)資源保護(hù)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(jìn)行了有效保護(hù)，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(gè)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(jī)遇。建議充分利用先進(jìn)的生物學(xué)研究技術(shù),，高效的基因型和表型鑒定技術(shù)體系,，進(jìn)一步加強(qiáng)種質(zhì)資源尤其是野生稻資源的鑒定評價(jià)。通過開展規(guī)?；姆N質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定,，創(chuàng)造有利性狀表達(dá)的環(huán)境條件，高效發(fā)掘資源中蘊(yùn)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(jià)值，從而加快育種利用和遺傳改良進(jìn)程,，全面提升我國種業(yè)科技競爭實(shí)力,，為實(shí)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(fèi)量有所下降,，消費(fèi)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(zhǔn)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(jì)育種等前沿技術(shù)持續(xù)推動(dòng)水稻種業(yè)迭代升級,。
對標(biāo)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(jì)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(dāng)?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(jì)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(jī)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(dòng)實(shí)施生物育種重大項(xiàng)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(qiáng)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(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,，規(guī)?；诰蛞吧镜葢?zhàn)略性資源，提高種質(zhì)資源的儲(chǔ)備,、研究和管理能力,。
三是加強(qiáng)水稻前沿育種關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，通過交叉學(xué)科項(xiàng)目培育,，促進(jìn)跨學(xué)科研究和系統(tǒng)研究方法,，推動(dòng)水稻育種效率提升。
四是瞄準(zhǔn)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(xué)整合信息數(shù)據(jù)平臺(tái)。
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(jìn)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(jìn)水平的野生近緣種和地方品種保護(hù),、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(tái),，加大優(yōu)異資源引進(jìn)和交換力度,。組織實(shí)施一批重大國際合作項(xiàng)目，提升種質(zhì)資源安全保護(hù)與高效利用水平,。
進(jìn)一步加強(qiáng)生物育種研發(fā),，推動(dòng)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(diǎn)編輯目標(biāo)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(jià)值,，快速聚合優(yōu)良等位基因，實(shí)現(xiàn)新種質(zhì)的智能,、高效和定向創(chuàng)制,，推動(dòng)生物育種產(chǎn)業(yè)化。
進(jìn)一步加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),，打造有利于創(chuàng)新的社會(huì)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(hù)制度,，擴(kuò)大保護(hù)名錄,，切實(shí)保護(hù)原創(chuàng)性、突破性成果,。加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù),，推進(jìn)種質(zhì)資源共享共用。改進(jìn)現(xiàn)有種業(yè)科研成果評價(jià)方式,，完善成果獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制,。
進(jìn)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(cái)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(dòng)投入、基金等社會(huì)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(jìn)一步深化科企合作,，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)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(xué)研協(xié)同攻關(guān)模式,，推進(jìn)全國大聯(lián)合和大協(xié)作,。
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