“一帶一路”倡議下水稻生物學(xué)國家重點實驗室國際化交流與合作

王亞琴，肖建富

(浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院 水稻生物學(xué)國家重點實驗室，浙江 杭州 310058)

“一帶一路”即“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”“21世紀(jì)海上絲綢之路”，是中國首倡的國家計劃[1-2]。“一帶一路”沿線涉及67個國家，包括東亞13國、西亞18國、南亞8國、中亞5國、獨聯(lián)體7國和中東歐16國，人口約44億，被認(rèn)為是“世界上最長、最具有發(fā)展?jié)摿Φ慕?jīng)濟(jì)大走廊”[3-4]。“一帶一路”倡議的實施，旨在促進(jìn)我國與沿線各國的經(jīng)濟(jì)要素有序自由流動、資源高效配置和市場深度融合，推動實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)政策協(xié)調(diào)，開展高水平、深層次的多區(qū)域合作發(fā)展，共同打造開放、包容、均衡、普惠的區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作構(gòu)架[5]。自2013年9月習(xí)近平主席在出訪中亞國家期間首次提出“一帶一路”倡議以來，已經(jīng)引起了相關(guān)國家、地區(qū)乃至全世界的高度關(guān)注和強(qiáng)烈共鳴，影響深遠(yuǎn)。

“一帶一路”沿線各國絕大多數(shù)是轉(zhuǎn)型中國家或發(fā)展中國家，普遍以農(nóng)業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)資源的高效利用和農(nóng)產(chǎn)品市場的融合，是踐行“一帶一路”倡議的重要內(nèi)容[6-7]。本文以水稻生物學(xué)國家重點實驗室(以下簡稱水稻重點實驗室)為例，回顧與分析了水稻重點實驗室在推廣雜交水稻育種、水稻高產(chǎn)栽培和病蟲害防控等技術(shù)以及水稻種質(zhì)資源服務(wù)，開展人才培養(yǎng)和技術(shù)培訓(xùn)等領(lǐng)域開展的國際合作，以期拋磚引玉，為國內(nèi)農(nóng)業(yè)科研單位在“一帶一路”倡議下推進(jìn)國際交流與合作提供參考和借鑒。

1 “一帶一路”沿線國家農(nóng)業(yè)科技需求特征

農(nóng)業(yè)的發(fā)展關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)發(fā)展。由于“一帶一路”沿線國家技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對滯后，中亞、西亞和貫穿太平洋和印度洋的沿岸國家農(nóng)業(yè)的發(fā)展多依賴于對自然界資源的利用，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)資源種類和數(shù)量均出現(xiàn)較為嚴(yán)重的下降，以利用促保護(hù)的發(fā)展觀念與機(jī)制尚未形成。因此，“一帶一路”沿線國家政府都高度重視農(nóng)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)教育和科研機(jī)構(gòu)非常渴望加強(qiáng)對外合作研發(fā)及引進(jìn)先進(jìn)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)。“一帶一路”沿線國家對農(nóng)業(yè)科技需求重點有以下幾個方面：一是對先進(jìn)、實用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的需求迫切，主要包括新品種培育和栽培技術(shù)、農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)、灌溉技術(shù)、施肥技術(shù)等；二是對作物品種資源保護(hù)和可持續(xù)利用的需求旺盛——沿線國家植物品種資源豐富，保護(hù)和利用的潛力巨大；三是對農(nóng)業(yè)機(jī)械特別是輕簡型農(nóng)機(jī)制造技術(shù)的需求強(qiáng)烈，東南亞國家的農(nóng)機(jī)制造工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，層次較低，生產(chǎn)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品難以滿足本國農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要；四是對農(nóng)業(yè)科教人才的培養(yǎng)和引進(jìn)意愿十分迫切——沿線國家的農(nóng)業(yè)教育與科技發(fā)展水平較低，從事農(nóng)業(yè)技術(shù)研究的高科技人才不能滿足需求，對農(nóng)業(yè)人才特別是高新技術(shù)人才的需求有比較大的增長空間[8]。

2 水稻重點實驗室服務(wù)“一帶一路”的優(yōu)勢

水稻重點實驗室于2003年獲科技部批準(zhǔn)建設(shè)，依托單位為中國水稻研究所和浙江大學(xué)，涵蓋植物保護(hù)學(xué)科、作物學(xué)和生物學(xué)等一級學(xué)科。實驗室現(xiàn)有博士生導(dǎo)師34名，其中教育部長江特聘教授2人、國家杰出青年基金獲得者6人，國家優(yōu)秀青年基金獲得者2人，國家萬人計劃人才1人，國家百千萬人才工程人才4人，青年長江學(xué)者1人，973首席科學(xué)家2人，全國農(nóng)業(yè)科研杰出人才2人。擁有農(nóng)業(yè)部科技創(chuàng)新團(tuán)隊6個，科技部重點領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊2個。實驗室以水稻資源學(xué)研究和分子育種為重點，以水稻種質(zhì)改良與創(chuàng)新的遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、環(huán)境生物學(xué)和分子育種為主要研究方向，組建了水稻功能基因與分子育種基礎(chǔ)、水稻種質(zhì)創(chuàng)新與分子育種應(yīng)用、水稻病蟲成災(zāi)機(jī)理與控制研究及水稻可持續(xù)生產(chǎn)的理論與應(yīng)用4個研究團(tuán)隊，建成大型設(shè)備公共實驗平臺、稻米品質(zhì)分析檢測公用平臺、水稻科技信息共享平臺、水稻兩用核不育系育性鑒定平臺等4個公用平臺。

水稻重點實驗室根據(jù)學(xué)科前沿發(fā)展需求，求實創(chuàng)新、深化改革，齊抓并舉基礎(chǔ)研究和轉(zhuǎn)化應(yīng)用兩條主線；以明確優(yōu)勢學(xué)科為依托，以加強(qiáng)條件制度建設(shè)為保障，以培養(yǎng)創(chuàng)新領(lǐng)軍人才為抓手，以深化合作交流為活力，已基本形成“開放、聯(lián)合、流動、競爭”的良好學(xué)術(shù)環(huán)境[9-10]，在2006年和2016年生命科學(xué)領(lǐng)域國家重點實驗室評估中2次被評為優(yōu)秀實驗室。經(jīng)過十余年的發(fā)展，水稻重點實驗室在基礎(chǔ)理論研究、成果應(yīng)用轉(zhuǎn)化與社會公益服務(wù)等方面在國際同行中均處于領(lǐng)先地位。“一帶一路”倡議是在“共商、共建、共享”三大原則下打造的“開放、包容、均衡、普惠”的區(qū)域合作機(jī)制[11]，水稻重點實驗室立足自身技術(shù)優(yōu)勢，可以與“一帶一路”沿線國家開展國際化交流與合作，為其農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，尤其是水稻領(lǐng)域的發(fā)展發(fā)揮重要作用。

3 水稻生物學(xué)國家重點實驗室服務(wù)“一帶一路”的主要舉措

3.1 推廣雜交水稻品種選育及技術(shù)

糧食安全是中國和“一帶一路”沿線國家共同關(guān)切的問題，糧食合作是“利益綜合體”和“命運共同體”的最佳結(jié)合點之一[12]。水稻是世界最主要的糧食作物之一，是1/3人口的主要口糧。從1964年袁隆平院士首次提出通過“三系法”和“利用水稻雜種優(yōu)勢”的設(shè)想，到2017年超級雜交稻跨上百畝片平均單產(chǎn)17.2 t·hm-2的新臺階，雜交水稻在我國國內(nèi)得到普遍推廣，播種面積占水稻播種面積的50%以上，聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)將發(fā)展雜交水稻作為解決貧困地區(qū)饑餓問題的首選農(nóng)業(yè)技術(shù)[13]。但是，在“一帶一路”沿線國家和地區(qū)，雜交水稻的普及率均落后于我國。據(jù)近幾年統(tǒng)計，東南亞、南亞雜交水稻種植面積占比不高，世界水稻種植大國印度的雜交水稻播種面積僅占比5.8%，印尼、孟加拉、菲律賓等國家的雜交稻種植比率不足5%，最好的緬甸、巴基斯坦分別為19.6%和18.2%；世界整體的雜交水稻種植比率也僅為6.7%。袁隆平指出：“一帶一路”沿線很多國家適合種植水稻。因此，雜交水稻品種選育及技術(shù)推廣合作能促進(jìn)“一帶一路”沿線國家農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。

水稻重點實驗室在超級雜交稻種質(zhì)創(chuàng)新及分子育種技術(shù)方面處于國際領(lǐng)先地位，實驗室利用創(chuàng)新的親本選配、根系篩選和抗病性分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)構(gòu)成的“后期功能型”超級雜交育種技術(shù)，育成的國稻系列品種生產(chǎn)應(yīng)用面積已達(dá)270萬hm2。創(chuàng)制高配合力恢復(fù)系華占組配育成雜交稻品種39個，天優(yōu)華占成為國家區(qū)試雙季晚秈對照品種。提出“前期功能型超級早稻”選育技術(shù)，培育出超級早稻中嘉早17，年推廣面積達(dá)60萬hm2，居我國秈稻年推廣面積第一位，連續(xù)被農(nóng)業(yè)部列為全國水稻主導(dǎo)品種，是近30年來唯一年推廣面積達(dá)千萬畝級別的早稻品種。實驗室選育的中早35被農(nóng)業(yè)部確認(rèn)為超級稻品種，并成為國家區(qū)試長江中下游雙季早秈對照品種。近5年，實驗室審定水稻品種76個，新品種權(quán)58個，其中10個品種被農(nóng)業(yè)部認(rèn)定為超級雜交稻品種，是全國入選超級稻品種最多的實驗室。

在“一帶一路”倡議模式下，水稻重點實驗室提出“輸出雜交水稻技術(shù)，助力‘一帶一路’倡議”的方針，不斷加強(qiáng)與東南亞、非洲和歐洲等國家、地區(qū)或組織間的合作與交流，先后與16個國家和地區(qū)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。但是，不同國家氣候、季風(fēng)、降水、土壤、蟲害等條件存在差異，中國目前的雜交水稻種子并不能完全適應(yīng)其他國家，異國種植增產(chǎn)情況不如國內(nèi)明顯。針對這種情況，水稻重點實驗室與合作國成立“亞洲農(nóng)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)移中心”、“中巴雜交水稻聯(lián)合研究中心”，對產(chǎn)品進(jìn)行改良和重新培植，建立新品種和新技術(shù)示范點76個，百畝示范片46個，培育出既高產(chǎn)又抗病蟲害的作物新品種達(dá)30多個，在印度尼西亞和非洲最高增產(chǎn)幅度超過70%，受到當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的歡迎。

3.2 合作開展水稻種質(zhì)資源收集、引進(jìn)與評價利用

水稻重點實驗室運行管理國家水稻種質(zhì)資源中期庫，保存水稻種質(zhì)資源7萬余份，平均年收集國內(nèi)外水稻新種質(zhì)1 000余份。在“一帶一路”政策指引下，實驗室與國際水稻研究所、俄羅斯全俄水稻研究所、肯尼亞農(nóng)牧漁業(yè)部等合作，通過建立系統(tǒng)化的水稻種質(zhì)資源遺傳多樣性保護(hù)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化的水稻種質(zhì)資源測試技術(shù)，向國內(nèi)外水稻研究單位提供標(biāo)準(zhǔn)化的資源評價數(shù)據(jù)、針對性的種質(zhì)實物、水稻突變體及配置各種遺傳材料。實驗室創(chuàng)建“國家水稻數(shù)據(jù)中心”(http://www.ricedata.cn/)網(wǎng)站，向公眾免費提供水稻品種、系譜、優(yōu)質(zhì)種質(zhì)、突變體、分子標(biāo)記、基因(QTL)和文獻(xiàn)等數(shù)據(jù)資源的檢索服務(wù)。實驗室與國際水稻研究所共同建立“稻米品質(zhì)和營養(yǎng)聯(lián)合研究中心”，設(shè)立優(yōu)質(zhì)稻米分析平臺，共收集和評價了2 000多份全球香稻資源，并初步建立其表型、香味基因型數(shù)據(jù)庫。通過對水稻種質(zhì)資源的挖掘和分發(fā)資源的充分利用，實驗室與多家合作單位一起揭示了一系列重要的水稻科學(xué)問題，并育成12個新品種，累計推廣應(yīng)用達(dá)400萬hm2多，農(nóng)民增收25億元以上。

3.3 推廣水稻高產(chǎn)栽培及機(jī)插秧技術(shù)

水稻生物量大、穗大粒多，水稻生產(chǎn)肥水資源利用率不高，高低溫災(zāi)害頻發(fā)等因素，直接導(dǎo)致水稻產(chǎn)量下降，品質(zhì)降低。水稻重點實驗室根據(jù)多年田間生產(chǎn)實踐，創(chuàng)立“前期早發(fā)夠穗苗、中期壯稈擴(kuò)庫容、后期保源促充實”的高產(chǎn)栽培共性關(guān)鍵技術(shù)、水稻肥水高效施用技術(shù)、水稻根際環(huán)境肥水調(diào)控技術(shù)、水稻高產(chǎn)減氮增效技術(shù)、水稻低碳栽培技術(shù)、水稻災(zāi)害防控與補(bǔ)救栽培集成技術(shù)等，同時制作超級稻品種栽培技術(shù)規(guī)程，編制品種高產(chǎn)栽培模式圖，在我國華南、西南、長江中下游及北方等主要稻區(qū)推廣應(yīng)用，稻谷增產(chǎn)顯著。

針對傳統(tǒng)水稻機(jī)械化育插秧存在的取秧不均、傷秧傷根嚴(yán)重、漏秧率高、插后返青慢等問題，發(fā)明了水稻缽形毯狀秧苗機(jī)插新方法，使得機(jī)插漏秧率降低2.1%～4.8%，且插苗均勻，傷秧少，插后秧苗提早返青3～7 d，比傳統(tǒng)機(jī)插增產(chǎn)稻谷10.1%，該技術(shù)在我國年推廣面積超過200萬hm2。2014年，實驗室與肯尼亞農(nóng)牧漁業(yè)部就水稻高產(chǎn)栽培及機(jī)插秧技術(shù)展開合作，針對當(dāng)?shù)厮痉N植方式不協(xié)調(diào)、栽培技術(shù)不配套、品種增產(chǎn)潛力難發(fā)揮及當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的農(nóng)機(jī)產(chǎn)品難以滿足農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要等實際問題，結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颉⒓撅L(fēng)、降水、土壤等條件，創(chuàng)新超級稻高產(chǎn)栽培技術(shù)，實現(xiàn)良種良法配套，突破當(dāng)?shù)厮緳C(jī)械化種植瓶頸，創(chuàng)新水稻育秧模式，發(fā)明水稻機(jī)插新方法和新技術(shù)，推進(jìn)當(dāng)?shù)厮緳C(jī)械化發(fā)展，對提高當(dāng)?shù)刭Y源利用率，提升機(jī)插秧技術(shù)水平，提高糧食產(chǎn)量，促進(jìn)農(nóng)民增收增效發(fā)揮了重要作用。

3.4 普及水稻病蟲害科學(xué)防控技術(shù)

水稻病蟲害是影響水稻穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要因素之一[14]，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的病害有50～60種，害蟲有250多種，多數(shù)水稻病害由遷飛性害蟲傳播。水稻重點實驗室在水稻病蟲成災(zāi)機(jī)理與控制方面的研究居世界領(lǐng)先地位，在水稻重要病害稻瘟病、條紋葉枯病、立枯病及主要害蟲稻飛虱、二化螟、稻縱卷葉螟等的致病機(jī)理上取得重大突破。近年來，實驗室聯(lián)合全國農(nóng)技推廣中心，與泰國、越南、老撾等東南亞國家開展水稻遷飛性害蟲防治合作，就害蟲的監(jiān)測預(yù)報領(lǐng)域深化合作，取得了較好效果。一是根據(jù)害蟲發(fā)生情況，定期開展聯(lián)合調(diào)查，掌握害蟲發(fā)生規(guī)律、特點及天敵資源，及早監(jiān)測預(yù)警，并適時開展聯(lián)防聯(lián)控。二是開展監(jiān)測防治信息共享，建立國家間及邊境重點地區(qū)的信息交流機(jī)制，定期互通災(zāi)情，重大災(zāi)情及時通報，實現(xiàn)監(jiān)測與防治信息共享。三是加強(qiáng)技術(shù)交流，定期組織沿線國家開展技術(shù)交流、專家研討和人員培訓(xùn)，互相借鑒，共同促進(jìn)，提高防治技術(shù)水平。

3.5 推進(jìn)人才培養(yǎng)及技術(shù)培訓(xùn)

推動“一帶一路”倡議建設(shè)的關(guān)鍵是人才，農(nóng)業(yè)教育的發(fā)展勢必為農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定和發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技和人才支持[15]。“一帶一路”沿線國家大多是新興經(jīng)濟(jì)體和發(fā)展中國家，普遍處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展期，農(nóng)業(yè)勞動力優(yōu)勢明顯，但是高水平的農(nóng)業(yè)科教人才培養(yǎng)能力不足，對農(nóng)業(yè)科教人才的需求旺盛，因此，加強(qiáng)人才培養(yǎng)體系建設(shè)尤為重要[16]。水稻重點實驗室作為服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和高等農(nóng)業(yè)教育的主力軍，立足農(nóng)業(yè)特色，突出重點學(xué)科建設(shè)，設(shè)立高層次國際化人才培養(yǎng)計劃，擴(kuò)大“一帶一路”沿線國家來華留學(xué)生教育規(guī)模，切實履行“一帶一路”歷史使命。近5年來，水稻重點實驗室對內(nèi)加強(qiáng)人才培養(yǎng)，著重打造一批具有國際化視野、熟悉各國國情、專業(yè)技能過硬的高層次國際化人才，成功申請國家自然科學(xué)基金委國家交流與合作項目3項，派出100余人次赴國外考察訪問、合作研究、攻讀學(xué)位、參加國際會議及研討磋商活動等。對外加強(qiáng)技術(shù)合作與人員培訓(xùn)，與“一帶一路”沿線23個國家的35個機(jī)構(gòu)展開形式多樣的技術(shù)合作，與巴基斯坦等國家聯(lián)合培養(yǎng)50多名國際學(xué)生，其中31人取得博士學(xué)位，先后為印尼、越南、菲律賓、印度等18個國家培訓(xùn)了46名專業(yè)技術(shù)人員。

4 小結(jié)

水稻重點實驗室作為水稻生物學(xué)研究領(lǐng)域的核心機(jī)構(gòu)，借助“一帶一路”倡議發(fā)展契機(jī)，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，加強(qiáng)與沿線國家農(nóng)業(yè)科技合作與技術(shù)交流，開拓了對外農(nóng)業(yè)科技合作的新局面，為提高我國在水稻領(lǐng)域的綜合國際競爭力發(fā)揮了積極的作用。