路 明 李 巖 孟令聰 劉宏偉 鄭淑波 孫傳波
(吉林省農業科學院/玉米國家工程實驗室(長春)/國家玉米工程技術研究中心(吉林)/農業部東北中部玉米生物學與遺傳育種重點實驗室,長春 130033)
我國是農業生產大國,農作物種業是引領現代農業跨越發展的基礎性、戰略性新興產業,按照“藏糧于地、藏糧于技”的戰略要求,農作物種業也是保障糧食安全和綠色生態農業發展的重要技術支撐。科技興農,良種先行,優良品種是農業增產的核心要素,是種子產業發展的命脈。當前,推進農業供給側結構性改革正處在攻堅階段,通過大力發展現代農作物育種技術,創制重大新品種,強化種業科技自主創新的重要作用,對驅動我國農業生產方式轉型發展、提升種業國際競爭力、推動現代種業健康發展、保障糧食安全和農產品有效供給具有重大戰略意義。
自《國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見》(國發〔2011〕8號)和《國務院辦公廳關于深化種業體制改革提高創新能力的意見》(國辦發〔2013〕109號)文件出臺后,我國種業進入到快速發展的新時期。兼并重組企業,做大做強,已形成了一批具備較強科技創新能力的育繁推一體化領軍企業,目前持證企業4300家,比5年前減少50%;上市企業55家,市值超千億元;前50強市場占有率35%,比5年前提高8個百分點[1]。科技創新能力取得了長足進步,2016年國審的6種作物(玉米、水稻、小麥、棉花、大豆、油菜)中,企業主持育成的審定品種占國審品種的55.8%。種業市值增長快速,市場規模從400多億元增長到700多億元,成為世界第二大市場,直接影響著國際種業市場的研發方向和產業化趨勢。
我國高度重視種業科技發展,通過頂層設計,系統布局科技任務,圍繞發展現代種業和培育戰略性新興產業的重大需求,瞄準國際高技術發展前沿,以自主創新為重點,研發種業關鍵核心技術,培育突破性重大新品種,促進產業發展。歷經幾十年的發展,具備了從基礎研究、技術創新、應用研究到成果推廣的創新能力,建立了具有中國特色的種業科技創新體系,育種技術呈現領跑、并跑與跟跑格局,部分領域研究處于國際領先水平,品種培育與產業化技術成效顯著。
2.1 種質資源日益豐富 種質資源是種業原始創新的重要基礎。目前,我國已建立較完整的農作物種質資源收集保存、繁殖更新、評價與創新體系。截至2015年底,我國共保存各類農作物種質資源470295份,保存總量居世界第2位,其中國家種質庫長期保存資源已突破40萬份,達到404690份;建成了世界最大的油料作物種質資源庫。2015年啟動實施第三次全國農作物種質資源普查收集行動,目前收集資源2.5萬份,整理發布90種農作物特色資源450份供利用,極大地豐富了育種基礎。
2.2 前沿基礎、育種新技術實現突破和應用 近年來,以生物組學、新一代育種技術如基因組編輯技術、人工染色體技術、合成生物技術及生物大數據等為代表的前沿生物技術發展迅速。在基因組學、基因功能等前沿基礎研究方面,在國際上處于并跑和領跑階段。相關統計顯示,2013-2015年以水稻為材料的生物技術領域,發表在《自然》《科學》雜志的論文,67%都是由我國科學家在本土獨立完成的;在水稻、小麥、玉米、大豆、棉花五大作物領域發表的生物技術論文中,我國在水稻和棉花發表論文數名列第一,其他均位列第二。水稻功能基因組保持全方位國際領先學術地位,2012年誕生了全球首張水稻全基因組育種芯片[2];2013年在國際上率先完成了小麥A和D基因組框架圖,結束了小麥沒有組裝基因組序列的歷史[3];主導完成了水稻、小麥、馬鈴薯、棉花、油菜、黃瓜、白菜和西瓜等16個農作物和園藝作物的基因組測序[4];小麥、水稻基因組編輯技術率先取得突破,構建了高效的nCas9-PBE植物單堿基編輯系統,解決了小麥白粉病廣譜持久抗性世界性難題[5-6]。成功開展了水稻、玉米等作物的重要農藝性狀分子育種研究和應用。
2.3 農作物自主品種更新換代加快 原始創新能力的大幅提升也加快了優良品種的更新換代速度。“十二五”期間,選育并審定主要農作物新品種3100多個,一批自主研發的突破性優良新品種不斷涌現,增長勢頭強勁,以京科968、登海605、隆平206等為代表的玉米新品種呈上升趨勢[7-9],國外品種市場份額呈下降趨勢,國產品種主導地位進一步鞏固,自主選育的玉米品種已占85%以上;兩系雜交稻取得每667m2產1000kg第4期目標的重大突破,創造大面積產1026.7kg的世界紀錄;作物良種聯合攻關取得新突破,首次審定8個機收子粒玉米品種,填補了國內空白,篩選了一批生產急需的抗赤霉病、節水小麥和每667m2產量超300kg的高蛋白大豆新品種、新材料。這些都有力地推動了我國糧食作物平均產量由2010年每667m2產331.7kg增長到2015年的365.5kg,確保和支撐了我國糧食產量的“十二連增”,將我國主要農作物良種覆蓋率提高到96%以上,良種在農業增產中的貢獻率達到43%以上。
雖然我國種業取得了長足發展,但總體上仍處于初級階段,與建設現代種業的發展目標仍有較大的差距,主要體現在以下3方面。
3.1 人才短缺依然制約種業科技創新 優秀的育種科研人才是種業不斷發展的動力。目前,種業高端育種人才大都仍集中在科研院所、大專院校,大多數科技骨干人才仍有顧慮,不愿意放棄“鐵飯碗”去企業冒風險。此外,當前玉米價格下跌,導致種業進入低谷,發展形勢不景氣。企業所需要的核心人才進不來、留不住,科研人員不愿意到種子企業工作,難以形成較穩定的研發團隊。
3.2 科研創新能力仍不足,核心競爭力不強 科研投入和創新能力直接影響著新品種的研發。當前,我國種子企業研發投入仍不足,與國外跨國公司研發投入相比差距較大,自主選育品種的數量較多,但突破性品種較少。種業的原始創新能力在國際上總體處于少量領跑、大部分并行和跟跑的格局,資源重要性狀精準鑒定尚處于起步階段,重要育種性狀的新基因發掘尚未規模化,復雜性狀機理的系統性解析不強,基礎研究、前沿技術與育種實踐的結合不足,生物技術、信息技術與傳統育種技術的集成較弱,品種選育與新形勢下農業供給側結構性改革的要求不相適應,生產上推廣的良種絕大多數是高肥水條件下的高產品種,優質品種少、專用品種少、經濟作物品種少。適宜全程機械化、輕簡化栽培品種少,品種的適應性、抗病性和抗逆性不足,難以滿足發展生態農業需要。
3.3 種業科技創新體系尚未真正建立 當前,種子企業的商業化育種體系建設剛剛起步,在國家及省級出臺的各項政策推動下,種業發展的積極性得以提高,兼并重組步伐有所加快、科研投入力度明顯加大,但與國外跨國公司相比,規模小、通量低,育、繁、推存在脫節,仍存在較大差距,距離真正建立形成自主創新體系還有很長的路要走。
4.1 采取多種途徑,培育種業人才 加強高等院校農作物種業相關學科和專業建設,為種業發展培養各類技術人才;圍繞現代種業發展需求,支持企業建立博士后科研工作站和學習實踐基地;以育繁推一體化企業為依托,依托重大科技項目、重要創新平臺和重點創業基地,引進高層次人才,建立一批理論水平高、育種經驗豐富、人才結構合理的產學研協同育種創新團隊;立足大局,創造良好政策環境,鼓勵支持科研人員到企業,徹底解除科研人員的后顧之憂,加快提升企業育種創新能力;建立種業人才培訓項目,選派種業青年科技骨干赴國內、國外重點科研單位,快速培養種子企業人才。
4.2 加大資金投入,提升原始創新能力 加強對種業科技的財政和信貸支持,確保科研投資強度,完善多元化的投資機制;支持種子企業育種領域工程研究中心、工程實驗室等創新條件能力建設;支持企業、科研院所和高校聯合組建新型種業創新聯合體,充分發揮產業聯合體的作用,構建更加開放高效的協同創新機制,推動科學向技術、產品向產業的轉化。
4.3 加速構建中國特色的種業育種創新體系 在企業成為種業創新主體之前的當前過渡期內,聯合、合作是保障民族種業總體競爭力必然的選擇,也是構建中國現代種業新格局的必由之路。中國種業的現代化必須構建產業主導、企業主體、公益性科技支撐的產學研一體化、上中下游緊密銜接、產學研深度融合的中國特色種業育種創新體系。
對具有創新優勢的高等院校和科研院所,要充分發揮其現有的優勢以保持我國種業的競爭力和對現代農業生產的支撐力,并逐步引導其向種業上游轉移,瞄準國際高技術發展前沿,重點突破關鍵技術瓶頸,力爭在基因組學、表型組學、生物信息學等育種理論上取得重大進展。加大種質資源挖掘,加快基因組編輯等重大育種技術創新和應用,強化優異育種材料的創制,構建種業基礎性公益性研究創新體系。
對于大中型種子企業,以市場為導向,加快主要農作物品種選育,尤其為適應農業轉方式調結構新要求,重點強化培育綠色優質、特色專用、適宜機械化新型品種,突出綠色發展,加快建設綠色種業,實現由產量數量型向綠色效益型、由資源驅動型向創新驅動型轉變。同時,鼓勵高等院校、科研院所以商業化育種資源和技術等要素與種業企業進行股份制合作、聯合開發和委托開發,實現優勢互補。
4.4 強化政策落實 全面深化種業改革,落實好制定的各項政策。改進現有農作物種業科研成果評價方式,完善育種成果獎勵機制,形成有利于加強基礎性公益性研究和解決生產實際問題的評價體系,對育成的突破性或具有重大應用價值農作物新品種的選育推廣者進行獎勵,充分調動育種科技人員的積極性和創造力。對企業引進的科研人才,要參照有關政策切實解決相關問題。
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