我國作物種質資源保護利用刻不容緩

文|付深造 中國種子集團有限公司

我國作物種質資源保護利用刻不容緩

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作物種質資源具有豐富的遺傳多樣性，蘊藏著各種潛在可利用基因。它不僅為人類提供食物、醫藥、纖維等生存所必需的基本物質，也為高產、優質、多抗、適應性廣等優良新品種選育和開展生物技術研究提供取之不盡，用之不竭的基因來源。

作物種質資源是指在不同生態環境和悠久的耕作栽培制度下，經過長期自然演化和人工創造形成的，對社會和經濟發展具有重要和潛在影響的，并擁有實際價值和潛在價值的農作物遺傳材料，包括農作物栽培種、野生種和瀕危稀有種的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工創造的各種遺傳材料，其形態包括果實、籽粒、苗、根、莖、葉、芽、花、組織、細胞和DNA、DNA片段及基因等有生命的物質材料。

作物種質資源及其重要性

作物種質資源具有豐富的遺傳多樣性，蘊藏著各種潛在可利用基因。它不僅為人類提供食物、醫藥、纖維等生存所必需的基本物質，也為高產、優質、多抗、適應性廣等優良新品種選育和開展生物技術研究提供取之不盡，用之不竭的基因來源，同時還在解釋作物遺傳基礎、揭示作物起源和保持生物多樣性等方面發揮著不可或缺的作用。因此，作為國家戰略性資源，作物種質資源正日益成為國際競爭和爭奪的焦點，對種質資源的占有和有效保護利用也成為一個國家國力強盛的象征。但如何做好種質資源保護和共享利用工作，卻始終是各國種質資源管理工作的核心課題。

我國作物種質資源保護和利用現狀

作物種質資源保護現狀。我國本土的種質資源豐富，我國科學家在收集保護工作上做了大量有效的工作。截止到2012年，我國共建成了1座國家長期庫，1座國家復份庫，10座國家中期庫，29座省級中級庫、43個國家種質圃和116個原生境保護點，基本形成了國家作物種質資源保護體系，實現了41萬份種質資源的安全保存（本土資源占80%左右）。同時，近十年來繁殖更新了30多萬份中期庫（圃）種質資源，為種質資源的分發利用奠定了堅實的物質基礎，促進了作物育種和現代種業的可持續發展。在法規體系建設方面，為了保障作物種質資源的安全，近年來我國制定了一系列法律法規。1997年3月頒布了《植物新品種保護條例》，并于2013年1月重新修訂；2000年7月通過了《中華人民共和國種子法》，并于2004年8月重新修訂；2003年7月頒布了《農作物種質資源管理辦法》等。這些法律法規構建了較完善的作物種質資源政策法規體系，為中國作物種質資源的有效管理和高效利用奠定了基礎，但隨著社會的發展，它們需要進一步完善和健全。

作物種質資源利用現狀。2012年，我國科學家利用現代生物技術，基于500多份水稻種質資源研制出全球首張水稻全基因組RICE6K育種芯片，并于2012年3月申請了中國專利保護，隨后又基于800多份水稻種質資源進一步研制出SNP標記分布密度更高、基因型檢測更精準的RICE60K育種芯片，并于2013年2月提交了國際PCT申請，水稻育種芯片的成功研制和利用為準確鑒定篩選符合育種目標的基因型和種子真實性檢測提供了精準的技術平臺；中國科學家利用二倍體烏拉爾圖小麥種質完成了普通小麥A基因組序列草圖繪制，利用粗山羊草種質完成小麥D基因組草圖的繪制，相關研究成果均于2013年3月24日在線發表在《Nature》（自然）雜志上，這兩大進展更好地解釋了小麥成為世界上種植區域最廣的糧食作物的遺傳基礎，對進一步研究小麥種質資源、小麥功能基因組、小麥進化、比較基因組學和推動栽培小麥的遺傳改良具有重要理論意義和實用價值；中國科學家通過對國內外900多份谷子種質資源進行全基因組低倍重測序和序列分析，在國際上率先繪制出谷子基因組單倍型物理圖譜，相關成果于2013年6月24日在線發表在《NatureGenetics》（自然-遺傳學）上，標志著我國在谷子遺傳學研究領域取得了重要突破，將對未來禾谷類作物的品種改良、能源作物的遺傳解析產生深遠影響。此外，近十年來，我國科學家利用分子育種手段所育成的一系列抗病優質水稻品種，實現了水稻產區的穩糧增產。以上事例充分說明了我國在作物種質資源利用方面取得了可喜的成績。

問題與不足

盡管我國科學家在作物種質資源保護和利用中做了大量成績顯著的工作，但仍存在一些問題和不足：

首先，作物種質資源共享平臺建設緩慢。由于國家層面缺乏作物種質資源利益分享機制，因此資源使用者不能很方便的從保存者那里獲得資源，保存者也很難從使用者那里獲得利用情況反饋信息；而且現有國家和省級各級種質資源庫保存的資源及各科研單位和高等院校從國外引進的作物種質資源信息公開有限。這些問題的存在嚴重制約了作物種質資源分發利用。

其次，公益性研究成果商業化應用價值較低。由于科研項目的立項目標設置和成果考核機制不夠完善，致使當前公益性機構很多研究成果在育種上直接應用較難，使得作物種質資源的商業價值無法快速實現。

再次，對作物種質資源的深入研究不夠，評價鑒定數據空項較多，不能滿足作物種質資源利用者的需求。目前我國科學家盡管在種質基因型鑒定方面也開展了部分工作，但涉及的作物種類及其資源數量極其有限，對國家種質庫保存的41萬份作物種質資源在基因多樣性水平、新基因數量、功能和利用價值等方面缺乏系統、深入地研究，也就很難為育種家和基礎理論研究者提供針對性資源。

另外，種子企業在作物種質資源有關工作中參與度較低。我國種子企業在作物種質資源收集、保護、鑒定、創新和改良等方面進行系統性研究起步較晚，尤其在作物種質資源引進和利用方面，相對于國際種業巨頭存在很大差距。

此外，由于我國大量珍貴、野生的種質資源未得到有效保存和保護，導致很多地方品種、野生種質資源還未來得及充分研究就消失了，造成不可挽回的損失。

由于我國大量珍貴、野生的種質資源未得到有效保存和保護，導致很多地方品種、野生種質資源還未來得及充分研究就消失了，造成了不可挽回的損失。

他山之石，可以攻玉——美國植物種質資源工作相關概況

美國本土的植物種質資源并不豐富，但美國卻是世界上植物種質資源保存量和保存種類最大的國家之一，根據2010年《世界糧食和農業植物遺傳資源狀況報告》報道，截止到2010年美國保存的種質資源已超過50萬份，其中本國資源僅占16%，這說明美國在植物種質資源引進方面成績巨大。美國在植物種質資源保護、利用、創新和實現商業化價值方面無疑堪稱全球楷模。經過調研發現，這得益于美國擁有一個運轉良好的植物種質資源管理系統和種子企業有效地參與。

美國國家植物種質資源管理系統承擔著植物種質資源的國內外考察、收集、保存、評價、編目和共享分發以及植物種質資源的引進、交換和保護等。美國植物種質資源信息網每周都要公布最新的植物種質資源保存數量，并且該網的查詢結果包括：PI號、名稱、知識產權情況、是否可對外共享、評注、系譜等信息，科學家和需求者可以很方便地查詢到相關信息。對于可共享的植物種質資源，申請者可直接申請獲得；有些種質資源盡管不對外共享，但在名錄中都可查詢到相關信息，這些一般都是科研價值比較高或有知識產權保護的種質材料，需要采取交換、合作研究或其他雙方約定的共享方式實現共享，并且要簽訂相應合同，合同中明確規定好雙方的權利義務關系；在與國外的植物種質資源交流中，要簽訂種質材料轉移協議。

美國共有40個作物種質委員會支持國家植物種質資源系統的運行。這些委員會代表了資源利用者群體，成員由聯邦政府、州政府和非政府部門的代表、各學科代表和不同地區的代表組成。美國植物種質資源研究包括公益性研究、合作研究和企業自主研究三個方面。其中公益性研究的全部費用由國家提供，主要進行收集、保存、種質擴增及鑒定、編目和共享分發等基礎性工作，不對種質資源進行商業化開發，大學重點開展遺傳育種方法、基因及基因組學、生物信息學等前沿研究，種質資源和技術成果一旦成熟，便逐步向種子企業轉移，服務于企業商業化研發，同時為企業培養研發人才；合作研究則由企業向科研單位提供贊助，研究成果由雙方約定，科研單位向企業提供改良或創新后的優良種質資源，由企業進行商業化育種和保護，如美國1995年由種子公司和公益研究機構共同啟動的玉米種質擴增（GEM）計劃，并得到國會支持，該計劃旨在從拉丁美洲引進熱帶和亞熱帶種質資源，經過配合力測定和遺傳評價，以半外來種質的形式用于改進和拓寬美國玉米雜交種的種質基礎；企業研究是企業自主投入科研經費利用各種渠道獲取到的植物種質資源通過生物技術和常規育種手段，對種質進行深入鑒定評價、改良創新、測配組配和品種權保護，實現種質資源的商業化價值。目前，企業已成為美國植物種質資源創新利用和商業化開發的最主要力量。

美國之所以成為世界種業強國，與其擁有完善的種質資源管理和共享利用體系，分工明確的現代種業創新體系，先進高效的商業化育種模式等是分不開的，因此造就了孟山都、先鋒等一流的跨國種業集團。

現階段我國作物種質資源工作的建議

縱觀美國種質資源工作和種業發展情況，盡管與我國種業的發展階段、基礎和環境不同，但仍有許多方面值得我們學習借鑒，筆者認為，我國可采取以下對策：

一是建議國家建立完善的作物種質資源共享平臺和利益分享機制，明確資源提供者和育種者的權益分享，使作物種質資源能夠得到充分利用。

國家投資建設完善的作物種質資源共享平臺和信息平臺，實現作物種質資源實物和信息依法向社會開放，打破原有課題組式的研究模式，避免重復研究和資源浪費，建議豐富“中國作物種質資源信息網”，將全國作物種質資源的基本信息和利用信息統一在此公布，方便作物種質資源的信息查詢和共享利用；鼓勵種子企業與科研院所、高等院校聯合組建技術研發平臺和產業技術創新戰略聯盟，共同參與作物種質資源的鑒定評價、創新改良和新品種選育，在平臺中提供作物種質資源的單位可按照資源貢獻率在最終產出成果中分取利益，逐步形成以企業為主體、市場為導向、資本為紐帶的利益共享、風險共擔的作物種質資源創新利用模式，逐步實現作物種質資源向企業轉移。根據《糧食和農業植物遺傳資源國際條約》有關要求，一旦我國加入該條約，我國的公共作物種質資源將被要求納入締約國多邊共享范圍，但如果該資源及時被企業研究利用，實現公共種質資源向企業自有知識產權種質資源的過渡，則該種質可不納入共享范圍，這對國家來說也是資源保護的一種方式。同時，在此機制下，鼓勵科研單位、企業和個人將作物種質資源捐贈給國家種質庫保存，從國家戰略角度考慮，這是保護國家作物種質資源安全的重要保障，這些資源在分發利用時可按照約定執行并充分尊重捐贈者意愿。

二是鼓勵有實力的種子企業更廣泛地參與并承擔國家作物種質資源管理的有關工作。我國種子企業在國際大環境的影響下和政府的大力支持下得到迅猛發展，從育種研發、繁育制種、營銷管理和推廣服務，我國種子企業尤其是龍頭企業擁有了“從上游技術研發、中游產品物化和下游價值實現”一套功能完整、銜接緊密、運轉高效的產業鏈條，企業通過這個產業鏈將潛在的科技創新理念轉化為現實的商業市場價值，實現利潤最大化。企業逐步成為實現作物種質資源商業價值的主體，有需求也有能力參與國家作物種質資源管理工作，比如企業可承擔保護、繁種、深入評價和創新等工作。國家應鼓勵種子企業建設作物種質資源庫，妥善保存企業在用的作物種質資源；鼓勵具有完備作物種質資源管理體系的、國家重點支持的龍頭種子企業廣泛參與國家作物種質資源管理活動，具體辦法由國務院相關行政主管部門規定。

三是鼓勵企業大量引進國外優良作物種質資源，并在法律法規和政策上給予支持和優惠，明確企業自主引進的作物種質資源歸企業所有，并對企業利用引進作物種質資源產出的各類研究成果，國家應依法保護其合法權益。例如，我國種子企業可采取去國外建設育種站、和國外企業進行合作育種等方式引進國外優良的作物種質資源、先進育種制種技術為我所用，提升我國的商業化育種水平。

四是建議國家逐步完善科研院所和高等院校育種科研機制，規范種業科研項目立項與成果考核機制。國家可在設立種業科研項目的同時，設立優良作物種質資源或品種產出目標和考核標準，同時可規定，項目產出成果統一在國家指定的交易平臺拍賣或銷售，鼓勵企業充分利用公益性研究成果，這樣既可逐步引導公益機構和種子企業的深入合作，促進優良作物種質資源向企業流動，又能充分發揮種子企業在商業化育種、成果轉化與應用等方面的主導作用，推進有實力的“育繁推一體化”種子企業做大做強。

五是國家應加強作物種質資源基礎性公益性研究。持續并提高作物種質資源公益性研究的經費支持，開展作物種質資源保護、繁種、鑒定、深度評價和重要功能基因發掘，尤其是對地方種質和野生種質的保護和研究，這些作物種質資源具有豐富的遺傳多樣性，并帶有許多重要經濟性狀的優異基因，可拓寬現有栽培作物的遺傳基礎。

六是加強作物種質資源人才隊伍建設。作物種質資源工作是一項長期的、基礎性、出成果較難的工作。科研單位應提高作物種質資源研究人員的經費和待遇，以穩定科研隊伍，保證作物種質資源公益性工作的延續性；大學應加強種質資源和育種科研人才的培養，為社會和企業源源不斷的輸送專業技術人才；企業應成立作物種質資源管理團隊，承擔作物種質資源的收集、保存、繁種、鑒定評價、共享利用等工作，并制定行之有效的管理辦法和科研獎勵機制，明確科研成果權益分配原則，以鼓勵作物種質資源創新和改良，推進育種材料規模化創制與利用，全面提升企業科技創新能力。

七是加強全民保護意識，嚴控作物種質資源對外流失，尤其是杜絕以借考察、參觀之名，惡意獵取我國作物種質資源的現象發生。農業主管部門、海關、出入境檢驗檢疫局等部門全力配合，嚴控作物種質資源的對外出口，尤其是中國特有作物種質資源的出口。