做強中國“芯”端穩中國飯碗

汪蕙

科技創新是打贏種業翻身仗的重要支撐。當前，我國在育種技術、育種體系方面都取得了不少成績，但要真正打好種業翻身仗，亟需在育種新技術領域取得突破并將其作為我國種業實現彎道超車的重要機遇。同時，要進一步加強原始創新以促進種業科技自立自強，要提高創新效率和產業化水平，做大做強種業市場。

關鍵詞：種業；糧食安全；生物育種；育繁推一體化

種子是農業的芯片，是現代農業發展的“生命線”，是保障國家糧食安全的基石。習近平總書記強調：“要下決心把民族種業搞上去，抓緊培育具有自主知識產權的優良品種，從源頭上保障國家糧食安全。”今年的政府工作報告提出，要加強種質資源保護利用和優良品種選育推廣，開展農業關鍵核心技術攻關。

針對如何打好種業翻身仗，農業農村部部長唐仁健在3月5日的首場“部長通道”上用“有基礎”“有差距”“有行動”三個詞介紹了我國種業發展情況。唐仁健說，外資企業占我國種子市場份額的3%左右，進口種子占全國用種量只有0.1%。水稻、小麥兩個最基本的口糧，完全用的是自主選育品種，自主選育的品種種植面積占到95%以上，做到了中國糧主要用中國種。

“我們有些品種、有些領域和有些環節，跟國外確實還有較大差距，但這是‘好不好、高質量方面的差距。”唐仁健指出，玉米、大豆單產水平目前只有世界先進水平的60%左右；大家經常吃的甜椒、耐儲番茄等蔬菜種子從國外進口還比較多；生豬的飼料轉化率、奶牛產奶量，都只有國際先進水平的80%左右；白羽肉雞祖代種雞，主要也靠進口。

唐仁健表示，按照習近平總書記“立志打一場種業翻身仗”的要求，農業農村部正在會同有關部門，研究制定打好種業翻身仗行動方案，力求用十年左右的時間，在國家種質資源庫建設、關鍵核心技術攻關、培育一批育繁推一體化種子企業、抓好國家種子基地建設、加強種業知識產權保護等方面實現重大突破。

利用新技術實現彎道超車

十九屆五中全會提出把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐，把生物育種列為強化國家戰略力量重點發展的八大前沿領域之一。生物育種創新與應用被擺在了更加突出的重要位置，生物育種發展進入新階段。

農業農村部科教司二級巡視員張文指出，我國是世界第二大種業市場，是種業大國，但還不是種業強國，實現現代種業的跨越式發展，打好種業翻身仗，關鍵是要大力推進育種技術創新。

中國工程院院士、中國農業科學院副院長萬建民介紹說，國際種業發展一般分為四個階段，即馴化選擇1.0時代、常規育種2.0時代、分子標記輔助選擇育種3.0時代和智能化育種4.0時代。在一些發達國家，種業已進入“生物技術+人工智能+大數據信息技術”的育種4.0時代。我國仍處在以雜交選育和分子技術輔助選育為主的2.0時代至3.0時代之間。

近年來，發達國家不斷深化基礎學科布局，搶占未來農業產業發展制高點。在重大基因挖掘與功能解析、重要性狀形成的分子機制等方面的研究取得重大進展；驅動農業生物技術與人工智能深度融合；促使基因編輯、合成生物等技術升級換代與疊加整合，推動精準化、智能化、工廠化種業革命。

中國農業大學教授、國家農業科技戰略研究院院長高旺盛表示，我國雖擁有豐富的種質資源，但是由于長期農業基礎研究薄弱，導致原創性新種質、新材料、新技術不足，一些動植物核心種源的知識產權受國外種業巨頭把控。

中化集團黨組副書記、總經理楊華表示，如果說種業是農業的芯片，那么種質資源就是芯片的芯片。沒有種質資源，農業育種創新將成為無源之水。我國擁有52萬份種質資源，是全球第二的種質資源大國，但經過深度鑒定評價的種質資源不足10%，對種質資源的開發利用與發達國家存在一定差距。中國有著對種質資源保護不力的深刻教訓。我國是大豆的原產國，有著特殊的大豆優異種質資源，但國外公司利用我國的一個野生大豆材料作為親本，申請了64項國際專利，導致我國育種企業用自己的大豆植株育種也可能侵犯知識產權。對種質資源的保護和開發利用不足，造成我國部分作物種源“卡脖子”問題突出。

在中國科學院上海植物逆境生物學研究中心主任、美國科學院院士朱健康看來，生物育種技術用好了，我國就能夠解決農業面臨的種業瓶頸問題。

朱健康認為，如果靠傳統育種，要趕上國外種業的技術水平需要很多年，但新的育種技術可以讓我們更快做到。新技術完全有可能讓我們真正做到種業彎道超車，讓我國的種子更有競爭力。

農業農村部副部長張桃林表示，目前，世界種業正迎來以基因編輯、合成生物學、人工智能等技術融合發展為標志的現代生物育種科技革命，需要我們抓住機遇、加快創新，打好種業翻身仗，從而實現種業的跨越式發展。

高旺盛建議，“十四五”期間，我國應組織實施國家種業科技創新工程，加強動物干細胞、合成生物學等基礎前沿技術原創性突破，培育一批具有自主知識產權的核心種質資源和重大戰略性新品種；加快生物育種產業化應用進程；實施現代種業企業再造工程，下決心培養造就具有較強國際競爭力的龍頭種業企業。

萬建民表示，要建設創新鏈系統布局的技術創新中心，增建農作物基因資源等國家重點實驗室，培育上中下游一體化的創新團隊，扶植具有國際競爭力的種業企業，把握生物種業發展主動權。

加強原始創新促進種業科技自立自強

如何加強種業科技原始創新，實現種業科技的自立自強，是我國種業當前面臨的重要課題。

張桃林表示，今年的中央一號文件已經對打好種業翻身仗做了頂層設計和系統部署，涉及種質資源保護、育種科研攻關、種業市場管理等整個種業全鏈條的各個環節。總的來講，必須要堅持底線思維和問題導向，圍繞國家糧食安全和重要農副產品保數量、保多樣、保質量的“三保”要求，遵循種業創新發展規律，破卡點、補短板、強優勢。概括起來，就是要加快構建種業創新體系，包括種質資源保護利用體系、產業體系和治理體系，全面提升自主創新、企業競爭、供種保障和依法治理四種能力。

萬建民表示，未來，要加快建成現代化、自動化、智能化的國家新作物種質庫，重點培育優質綠色超級稻、優質功能水稻、優質節水小麥、抗赤霉病小麥、耐旱宜機收玉米、抗蟲耐除草劑玉米、優質蛋白玉米、高產高蛋白大豆、耐除草劑大豆等重大新品種。要持續推進良種聯合攻關和遺傳改良計劃，挖掘真正有用的基因，創制有突破性的種質，實現我國種業科技自立自強。如水稻、小麥，要加快優質專用品種選育，保持競爭力，大豆要加快高產高油高蛋白品種選育。

中國科學院院士、中國科學院遺傳與發育研究所研究員李家洋表示，未來農業的發展方向是：高產穩產、優質營養、高效安全、農業工業化。我國農業現代化建設到了加快轉變發展方式的新階段，必須更加依靠科技實現創新驅動，源源不斷地為農業發展轉型升級、提質增效提供強大動力。

李家洋介紹說，以水稻為例，未來還將進行三個方面的工作。

第一，要加強新品種培育。我國幅員遼闊，水稻種植區非常多，主栽品種也非常多，很多地區的品種仍然沒有完成升級換代，需要繼續創制更多適應不同生態區的水稻新品種。

第二，要加強新品種的推廣力度，讓更多農民種上新品種并由此受益，保障國家糧食安全。

第三，要繼續加強水稻功能基因研究，特別是在還沒有找到關鍵基因的重要農藝性狀領域（抗高低溫、抗蟲、抗稻曲病等），更需要加大研究。

中國農業科學院生物技術研究所所長、國家玉米產業技術體系首席科學家李新海以玉米為例指出，玉米是中國第一大作物，也是我國重要的糧食飼料和工業原料，是國家糧食安全和農產品有效供給的重要基礎。隨著人民生活水平的提高，玉米的消耗量逐年提升。“十四五”期間玉米要突破種質瓶頸，要向優質化、綠色化、機械化等方向發展，應重點關注熱帶種質，通過技術融合驅動我國生物育種原創核心科研實力的快速提升，掌握玉米種業的話語權，保障國家糧食安全。

提高種業創新效率和產業化水平

北京市農林科學院院長李成貴認為，加快種業科技創新和高質量發展，是農業現代化的重中之重，必須高度重視。他舉了一個例子，玉米是C4作物，光合作用效率高，但在雜交技術被廣泛應用之前，畝產很低。后來隨著雜交種的普及，玉米單產水平才得以持續提高，呈現出了穩定向上的增長曲線。如今，全球每年的玉米種植面積超過了30億畝。

李成貴表示，我國雖是農業大國，但與發達國家相比，資源稟賦相對較弱，更應著力加強種業科技的原始創新，實現種業科技的自立自強，確保國家糧食安全。他指出，“十四五”期間，我國種業科技創新和高質量發展應進一步加強頂層設計，明確目標任務和實現路徑。對農作物種業而言，主要目標任務是要進一步做大做強，提高創新效率和產業化水平。

為此，李成貴建議：一要采取切實措施加快推進生物育種產業化應用；二要切實加大種業知識產權保護，并以此為抓手促進種業企業提高質量；三要進一步推進科企合作。

據李成貴介紹，北京市農林科學院培育的玉米品種“京科968”就是一個很好的科企合作的成果。該品種的培育采用的就是1+7的科企合作方式，即該院玉米研究中心與7家大型種業企業合作，共同享有該成果。實踐證明這種方式卓有成效，“京科968”每年推廣面積在3000萬畝左右。

在畜牧業育種創新方面，李成貴表示，畜牧業育種的主要目標任務是盡快扭轉落后局面，解決種源“卡脖子”問題，要打一個翻身仗，實現自立自強。他建議，要認清解決種源問題的路徑，畜牧育種必須走以企業為主體的創新之路。由于畜牧育種需要大種群的數量遺傳學實驗，因而大型企業更有優勢。峪口禽業利用國外資源成功培育出京粉、京紅系列蛋雞，就是成功的案例；溫氏集團在豬新品種培育中的創新突破，也說明了這個道理。李成貴表示，畜牧育種需要政府加大對大型畜牧企業的育種創新支持。此外，要強化對畜牧育種家的激勵。畜牧業由于育種周期長，預期收益存在不確定性，科研人員從事動物育種的普遍沒有從事作物育種的積極性高。針對這一現象，需要完善相關政策，強化畜牧育種家的預期收益。

雜交小麥規模制種難題獲解決

雜種優勢利用是今后大幅度提高小麥生產水平的重要途徑，亦是世界百年科學難題，在2016年第七屆世界作物科學大會上被國際同行稱為作物科學領域的“最后的前沿”。

過去五年，中國科學家不斷攻克雜交小麥的技術壁壘，比如北京市農林科學院雜交小麥研發團隊就率先打通以原創二系法為核心的雜交小麥全產業鏈，加速推進雜交小麥產業高質量發展，引領了世界雜交小麥研究與應用的發展方向。

北京市農林科學院研究員，北京雜交小麥工程技術研究中心主任、首席專家趙昌平介紹說，經過幾十年自主創新和不懈拼搏，中國科學家已經占據了全球小麥雜種優勢研發高地，牢牢把住了中國小麥高端種業主動權。中國雜交小麥成為了中國現代農業技術走出去的靚麗名片。

小麥雄性不育突變體篩選始于幾十年前，目前已經篩選到至少5個核基因編碼的雄性不育突變體，被命名為Ms1—Ms5。其中Ms1和Ms5是隱性突變體，Ms2、Ms3和Ms4是顯性突變體。克隆控制小麥雄性不育基因是利用雄性不育系規模化制備雜交小麥種子的關鍵。由于Ms2突變體的顯性屬性決定了它可以用于小麥育種并成為一個重要育種工具，但它很難用于規模化小麥雜交制種。為此，小麥隱性雄性不育突變體基因的克隆對創制規模化小麥雜交制種體系極為關鍵。

“十三五”期間，我國小麥科學家在國際上首次克隆小麥雄性不育基因Ms1。他們首先根據小麥基因組巨大和復雜的特點建立了一種結合基因組學分析的MutMap和傳統圖位克隆的新方法，并利用該方法成功克隆了Ms1基因。

北京市農林科學院雜交小麥中心副研究員張勝全介紹說，小麥雄性不育基因的克隆為構建穩定、高效、規模化的雜交小麥制種技術奠定了基礎，為我國雜交小麥體系構建和成功利用不育系實現小麥雜種優勢大面積應用提供了支撐，對于搶占雜交小麥國際種業制高點具有產業價值。

經過20余年不懈攻關，我國實現了小麥雜種優勢利用研究由“跟跑者”向“引領者”的全面躍升。

趙昌平表示，在主要糧食的雜交作物中，只有雜交小麥至今尚未實現產業化開發，產業潛力巨大，預計每年可創造市場價值300億—500億元，國內市場約50億元/年。同時，雜交小麥的廣泛應用還可大幅度減少農業用水和化肥投入。目前我國雜交小麥的應用現狀相當于雜交水稻上世紀80年代初期的狀況，未來10年將是我國雜交小麥產業推進、實現跨越式發展的重要機遇期。

做強農業“芯片”的黑龍江樣本

2020年，黑龍江喜迎“十七連豐”，糧食總產量、商品量、調出量穩居全國第一，正得益于提前謀劃了種子的大文章。“十三五”以來，黑龍江共審定推廣主要農作物品種906個，大豆、水稻、小麥全部為自主選育品種，主要農作物自育品種種植占比87%。放眼全國，自主選育的品種種植面積占95%以上。“中國糧主要用中國種”，小種子撐起大農業，成為中國農業高質量發展的大趨勢。

近些年，我國種業不斷發展進步，用種安全有保障，風險是可控的。然而，種業自主創新水平與發達國家相比仍有差距，一些糧食作物單產仍較低，少數蔬菜品種還不能滿足多元化需求，種質資源保護不夠……這些短板弱項，正是“開展種源‘卡脖子技術攻關，立志打一場種業翻身仗”的著力點。只有持續做強種子這一“農業芯”，才能讓14億人不僅端得牢飯碗，也能吃得好飯菜。

做強“農業芯”，要打牢基礎，推進種業創新。種子是農業基礎，種質資源則是基礎中的基礎。去年年底召開的中央經濟工作會議指出，要加強種質資源保護和利用，加強種子庫建設。對此，黑龍江寒地作物種質資源庫容量計劃翻4倍。黑龍江省農科院專家說：“這一排排‘金疙瘩，是研究農作物的起源和進化、培育農作物新品種的基礎。”建立健全種質資源鑒定評價、保護利用體系，為挖掘優質種子基因、創制育種新材料、培育突破性新品種夯實了基礎。

做強“農業芯”，要做好規劃，堅持問題導向。為此，黑龍江著手編制全省“十四五”種業創新發展規劃，對標國際、國內先進水平，明確目標、任務、措施。規劃的目光要長遠，發展的腳步則要堅實。做強“農業芯”，要主動到田間地頭汲取智慧，實地調查研究種企所需、農民所想、消費者所盼。充分考慮現實需求，因時因地精準施策，就能激活種業發展的一池春水。

做強“農業芯”，要系統推進，構建產業格局。在農業種業發展鏈條上，種質資源、良種繁育、技術推廣等是缺一不可的環節。以北大荒集團為例，旗下墾豐種業有目前中國種企中最大的種質資源庫；在國內首創“流水線”育種方式，由首席科學家負責，全創新鏈流水線運行；面向種植戶、農村，打造30個新品種展示中心，因地制宜推廣優質品種。面向未來，應當進一步提升知識產權保護水平，鼓勵深化科企合作，促進育種資源、人才、技術等向企業聚集。深化種業育、繁、推一體化，實現保護、利用、發展有機統一，才能有力推動研發與應用、保護與創新。