種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，種業(yè)技術的進步，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎，也是保障14億人糧食安全的重要前提?！丁笆奈濉蓖七M農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化規(guī)劃》提出，加快實施農(nóng)業(yè)生物育種重大科技項目，有序推進生物育種產(chǎn)業(yè)化應用。國家發(fā)展改革委印發(fā)的《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中也將現(xiàn)代種業(yè)提升工程列為生物經(jīng)濟七大工程之一。本期邀請幾位專家圍繞生物育種進行研討。

主持人：經(jīng)濟日報社理論部主任、研究員 徐向梅

主持人：我國生物育種發(fā)展現(xiàn)狀如何？存在哪些優(yōu)勢與不足？

姚穎垠（中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院教授）：糧食安全是“國之大者”，培育優(yōu)良品種是保障國家糧食安全的根本途徑。國際上將育種發(fā)展分為4個典型階段：育種1.0時代人類馴化了大量野生植物進入農(nóng)耕文明；育種2.0時代育種家主要依賴經(jīng)驗并把統(tǒng)計學、數(shù)量遺傳學和雜交育種策略應用到優(yōu)良品種選育中；育種3.0時代先進的生物技術包括分子標記輔助選擇、基因工程在育種中廣泛應用；隨著人工智能、基因編輯、合成生物學等學科發(fā)展，育種進入由前沿科學技術引領的“生物技術+信息技術+人工智能”育種4.0時代。

傳統(tǒng)常規(guī)育種大多依賴育種家經(jīng)驗，育種效率低、精準度差、育種周期長。生物育種基于遺傳學、分子生物學、基因組學、計算生物學和系統(tǒng)生物學理論，依賴先進生物技術，與生命科學基礎研究密不可分，將成為支撐未來現(xiàn)代種業(yè)長足發(fā)展的決定力量。

黨的十八大以來，我國種業(yè)發(fā)展取得巨大成就。全國審定的主要農(nóng)作物品種數(shù)目顯著增加，主要糧食作物良種覆蓋率超過96%，品種對單產(chǎn)貢獻率提高到45%，為保障我國糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)定供給發(fā)揮重要作用。種業(yè)跨越式發(fā)展背后的巨大支撐力量是種業(yè)科技創(chuàng)新，尤其是依賴先進生物技術的生物育種得到飛速發(fā)展。

生物育種領域基礎研究不斷創(chuàng)新和突破。我國收集保存了豐富的作物地方品種、野生種和野生近緣種，目前保存超過52萬份農(nóng)作物種質(zhì)資源，數(shù)量躍居世界第二，這些資源是開展生物育種基礎研究、重要基因挖掘、優(yōu)良品種培育的重要材料和寶貴財富。利用這些資源，我國科學家從基因組學、遺傳學、分子生物學等層面圍繞國際前沿科學問題開展大量開創(chuàng)性、系統(tǒng)性研究，取得突破性進展。在國際上率先構(gòu)建水稻全基因組序列框架圖，克隆了一批調(diào)控株型、氮高效利用、耐低溫、抗旱、耐鹽堿、抗病、新型抗除草劑等具有重大育種價值的新基因，并在育種中逐步加以利用。山東農(nóng)業(yè)大學孔令讓教授團隊、南京農(nóng)業(yè)大學馬正強教授團隊克隆了小麥抗赤霉病關鍵基因，為攻克小麥癌癥赤霉病提供重要基因資源。

先進生物育種技術持續(xù)迭代升級，正在成為推動我國現(xiàn)代種業(yè)跨越式發(fā)展的強大驅(qū)動力。分子設計育種、基因編輯、單倍體育種、轉(zhuǎn)基因技術、生物工程等技術不斷創(chuàng)新并取得顛覆性突破，這些技術在農(nóng)作物育種中逐步應用，顯著提高育種效率。中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所黃三文團隊應用“基因組設計”理論和方法體系培育雜交馬鈴薯，用二倍體替代四倍體，用雜交種子繁殖替代薯塊繁殖，有望顛覆創(chuàng)新馬鈴薯產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方式。中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所李家洋院士團隊提出快速從頭馴化的新策略，通過基因組設計和基因編輯將多倍體野生水稻快速馴化成農(nóng)藝性狀優(yōu)良的新型多倍體水稻，大幅提升產(chǎn)量和環(huán)境變化適應性，為從頭馴化其他野生和半野生植物創(chuàng)制新型作物提供重要參考，開辟了培育高產(chǎn)廣適新型作物的新途徑。

利用先進生物育種技術與常規(guī)育種相結(jié)合，培育和推廣了一批突破性優(yōu)良品種，保障“中國糧”主要用“中國種”。新中國成立以來，主要農(nóng)作物育種已實現(xiàn)5至6次新品種更新?lián)Q代，“十三五”期間審定主要農(nóng)作物品種1.68萬個，比“十二五”期間增加一倍多。近年來，在精品優(yōu)質(zhì)水稻、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥、高產(chǎn)機收玉米等農(nóng)作物新品種方面取得突破性進展。堅持“形態(tài)改良與雜種優(yōu)勢利用相結(jié)合”育種理念，雜交水稻品種產(chǎn)量潛力不斷提升，以晶兩優(yōu)華占、晶兩優(yōu)534、隆兩優(yōu)華占等為代表的超高產(chǎn)雜交水稻，在大面積推廣過程中對農(nóng)民增產(chǎn)增收和國家糧食安全作出突出貢獻。水稻分子模塊設計育種技術方面的研究引領國際育種發(fā)展方向，李家洋院士團隊運用分子設計育種技術，將控制粒型、抗稻瘟病、優(yōu)異稻米品質(zhì)、抗倒伏等分子模塊進行耦合，經(jīng)過精準定向設計培育出標志性水稻品種“中科804”。

我國種業(yè)企業(yè)研發(fā)投入持續(xù)加大、競爭力顯著提升。國家級“種業(yè)航母”各系統(tǒng)初步形成規(guī)模，生物種業(yè)規(guī)模和整體競爭力明顯提升。我國農(nóng)作物和畜禽種業(yè)市場接近6000億元，成為全球最大種業(yè)市場。據(jù)《2021年中國農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展報告》統(tǒng)計，2020年我國有種子企業(yè)6118家，資產(chǎn)總額2425.21億元，資產(chǎn)總額1億元以上的432家，其中10億元以上企業(yè)27家，實現(xiàn)種子銷售收入777.10億元，利潤69.57億元。過去幾年，以先正達、隆平高科等為代表的中國種子企業(yè)，在國際種業(yè)市場上嶄露頭角，影響力與日俱增，隆平高科于2017年躋身全球種業(yè)前十強，通過內(nèi)生增長和外延并購雙輪驅(qū)動，已初具中國種業(yè)航母雛形。

我國生物種業(yè)科技不斷創(chuàng)新，科技基礎和科研力量日益雄厚，但也存在一些問題。

一是生物育種重大原創(chuàng)性基礎理論研究不夠深入，獨立原創(chuàng)探索性研究較少，尤其是有重大育種利用價值的關鍵基因和分子模塊匱乏。

二是與國際種業(yè)科技創(chuàng)新水平相比，我國生物育種關鍵技術原始創(chuàng)新落后，核心環(huán)節(jié)技術掌握不夠，研究力量分散，還沒有形成合力。

三是種業(yè)企業(yè)科技研發(fā)投入不足，前50強的種業(yè)企業(yè)年研發(fā)投入約13億元人民幣，遠不及美國孟山都、德國拜耳公司一個公司同期投入規(guī)模。

四是具有自主知識產(chǎn)權的轉(zhuǎn)基因生物育種、基因編輯育種等相關成果產(chǎn)業(yè)化亟待突破，隨著國家對轉(zhuǎn)基因生物育種產(chǎn)業(yè)化應用政策逐漸放開，生物育種產(chǎn)業(yè)化將迎來重大利好。國際生物育種產(chǎn)業(yè)市場已經(jīng)向少數(shù)大企業(yè)集中，規(guī)模化、集團化和全球化成為生物育種發(fā)展大趨勢。我們要抓住機遇，建立貫穿基礎研究、技術攻關、產(chǎn)品創(chuàng)制、示范推廣等全產(chǎn)業(yè)鏈成套創(chuàng)新體系，快速推進生物育種產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)生物種業(yè)跨越式發(fā)展。

責任編輯： 劉錚

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