借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗加快種業(yè)自主創(chuàng)新

趙涵 許玲

“國以農(nóng)為本，農(nóng)以種為先?！狈N業(yè)承載著穩(wěn)糧食、安天下的重任。建設(shè)種業(yè)強(qiáng)國，品種創(chuàng)新是關(guān)鍵。如今，世界種業(yè)已進(jìn)入到“常規(guī)育種+生物技術(shù)+信息化”的育種“4.0時代”，以基因編輯、人工智能等技術(shù)融合應(yīng)用為標(biāo)志，正在掀起新一輪技術(shù)革命，以全基因組選擇育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因編輯等為代表的生物育種技術(shù)已成為國際育種的前沿和核心。通過多年攻關(guān)，我國種業(yè)發(fā)展已取得顯著成效，但在種質(zhì)資源鑒定利用、良種培育技術(shù)、種子企業(yè)自主創(chuàng)新等領(lǐng)域短板依然明顯。

我國種業(yè)自主創(chuàng)新的現(xiàn)狀與“卡”點(diǎn)

種子是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，一個品種可以成就一個產(chǎn)業(yè)，誰擁有突破性的創(chuàng)新品種，誰就擁有種業(yè)競爭力。如今，品種創(chuàng)新為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻(xiàn)率達(dá)到了40%以上;國內(nèi)種業(yè)市場規(guī)模超千億元，位居世界第二;農(nóng)作物良種覆蓋率達(dá)96%以上;全國水稻、小麥、大豆、油菜、棉花生產(chǎn)用種現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)自主選育;玉米自主選育品種面積由85%提高到90%，棉花自主品種占比達(dá)98%以上，蔬菜也由80%提高到87%以上;基本實(shí)現(xiàn)了“中國糧”用“中國種”?？傮w上，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用種的安全性有保證，風(fēng)險可控。

我們的育種“卡”在哪里呢？從主糧上看，我國育種規(guī)模與發(fā)達(dá)國家差距不大。水稻、小麥、雜糧等完全可以自給，玉米、大豆等自有品種占到播種面積的90%以上，但產(chǎn)量上存在差距。從非主糧的角度看，我國育種水平遠(yuǎn)落后于國外。如高端蔬果、花卉、畜禽、草種等優(yōu)良品種主要依靠國外進(jìn)口，其核心種源大多掌握在外國公司，原創(chuàng)性核心種質(zhì)國內(nèi)緊缺。

可以說，我國與國際先進(jìn)育種差距主要體現(xiàn)在育種原創(chuàng)性技術(shù)研究上，特別是重要農(nóng)藝基因的挖掘利用、全基因組選擇以及基因編輯技術(shù)等技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家存在差距。首先，重要農(nóng)藝基因深度挖掘能力待提升。我國具有豐富的農(nóng)作物種質(zhì)資源保存量，但深度鑒定評價的種質(zhì)資源不足10%。發(fā)達(dá)國家起步較早，已經(jīng)獲得了大量的重要功能基因，并申請了專利保護(hù)。這就意味著只要我們使用了受專利保護(hù)的基因進(jìn)行育種和推廣，就必須支付相應(yīng)的知識產(chǎn)權(quán)費(fèi)用，在種源上被人“卡脖子”。其次，在全基因組選擇和基因編輯等前沿技術(shù)創(chuàng)新方面短板依然突出。沒有自主核心技術(shù)，就相當(dāng)于自己不能掌握生物育種的工具，也會被人“卡脖子”。

國際育種先進(jìn)經(jīng)驗的啟示

當(dāng)前，生物育種技術(shù)是增強(qiáng)國際競爭力的戰(zhàn)略重點(diǎn)，成為搶占科技創(chuàng)新的制高點(diǎn)。一些發(fā)達(dá)國家持續(xù)加大投入、積極布局，加強(qiáng)生物育種技術(shù)創(chuàng)新，加大新品種的研發(fā)力度，以搶抓國際市場機(jī)遇。美國、法國等發(fā)達(dá)國家的種業(yè)經(jīng)歷百余年發(fā)展，已形成分工明確的以政府投資為主的基礎(chǔ)性和公益性研究、以企業(yè)投資為主的種業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的科研體系，這一創(chuàng)新機(jī)制值得借鑒。此外，明確的知識產(chǎn)權(quán)和健全的管理制度以及成熟的現(xiàn)代種業(yè)科技創(chuàng)新體系也值得參考。

分工明確的種業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的體系。首先，政府通過建立大型平臺（如國家實(shí)驗室、重大科研基礎(chǔ)設(shè)施等），致力于種源的基礎(chǔ)科學(xué)研究與前沿技術(shù)創(chuàng)新。例如，2019年，美國國家科學(xué)院提出“作物2030”研究項目，主要聚焦三個研究方向：一是重要農(nóng)學(xué)性狀形成的遺傳和分子基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)作物的精確改良;二是新的轉(zhuǎn)化和再生技術(shù)，包括轉(zhuǎn)基因技術(shù);三是利用各種現(xiàn)代生物學(xué)研究技術(shù)，包括基因組學(xué)、傳感技術(shù)、納米技術(shù)、合成生物學(xué)和微生物技術(shù)，為種業(yè)奠定基礎(chǔ)并充當(dāng)加速器。其次，種業(yè)企業(yè)通過建立高通量、精準(zhǔn)、高效的工程化育種平臺和生物育種大數(shù)據(jù)平臺，快速整合前沿創(chuàng)新技術(shù)并將其應(yīng)用于育種，從而實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的無縫對接。在美國，僅改良種子技術(shù)就約占農(nóng)業(yè)增產(chǎn)貢獻(xiàn)率的60%。以玉米育種為例，美國玉米種業(yè)科技創(chuàng)新已經(jīng)形成了包括種質(zhì)資源、育種技術(shù)、品種選育、規(guī)?；品N、種子加工和種子經(jīng)營管理的全鏈條協(xié)同創(chuàng)新。通過前沿技術(shù)突破和多學(xué)科技術(shù)的交叉融合，美國玉米種業(yè)正向知識密集型、高新化方向發(fā)展，融合了種子、農(nóng)化、植保、數(shù)據(jù)支撐等綜合性技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)，呈現(xiàn)全過程一體化特征。

種業(yè)龍頭企業(yè)是國家種業(yè)戰(zhàn)略的核心載體。企業(yè)大量的資金投入、長期的材料積累及全球資源的有效配置，是發(fā)達(dá)國家牢牢把握全球種業(yè)研發(fā)和育種制高點(diǎn)的重要手段。美國企業(yè)研發(fā)投入約占全國研發(fā)投入的70%，如種業(yè)巨頭孟山都年研發(fā)支出超10億美元;另外，美國國家農(nóng)業(yè)試驗站約19%的投資也來自企業(yè)贈款。在相對穩(wěn)定的資金支持下，大型種子公司承擔(dān)起較明確的社會分工，即專注于品種開發(fā)、技術(shù)改良、產(chǎn)業(yè)化、技術(shù)輸出等應(yīng)用型研究，以促進(jìn)社會資源利用的最大化。美歐等大型種子公司長期在全球范圍內(nèi)收集種質(zhì)資源，分離并克隆有效基因，申請專利;還試圖通過購買專利和獨(dú)家許可等方式來獲得其他國家的尖端科學(xué)技術(shù)成果，從而掌握優(yōu)異種質(zhì)資源和先進(jìn)育種技術(shù)，逐漸確立了其在生物技術(shù)育種領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。

構(gòu)建我國種業(yè)自主可控創(chuàng)新體系

發(fā)揮種質(zhì)資源在種業(yè)創(chuàng)新中的源頭作用。種質(zhì)資源是育種創(chuàng)新的物質(zhì)基礎(chǔ)，核心種質(zhì)是種業(yè)的芯片。一要大力推進(jìn)種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定，建立種質(zhì)資源綜合基因庫，構(gòu)建種質(zhì)資源表型和基因型精準(zhǔn)鑒定平臺，實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源向遺傳資源轉(zhuǎn)變，規(guī)?；l(fā)掘滿足現(xiàn)代育種目標(biāo)的綠色、優(yōu)異新種質(zhì)。二要大力提高種質(zhì)資源的保存和利用效率，既要避免重復(fù)保存，還要防止優(yōu)異種質(zhì)“深藏閨中”，得不到有效保護(hù)和充分共享利用。通過構(gòu)建種質(zhì)資源登記信息系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)平臺，開放種質(zhì)資源互聯(lián)互通。此外，要大力加強(qiáng)優(yōu)異種質(zhì)資源引進(jìn)和交換力度，在保證種質(zhì)資源和生物安全的前提下，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源的引進(jìn)和合作。

推動基礎(chǔ)研究在種業(yè)創(chuàng)新中的引領(lǐng)作用。當(dāng)前，新一輪種業(yè)科技革命和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)變革正與國內(nèi)加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變形成歷史性交匯。在新形勢下，必須抓住機(jī)遇，搶占種子產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的制高點(diǎn);針對育種生產(chǎn)實(shí)踐中存在的重大問題開展育種理論、共性技術(shù)、種質(zhì)資源挖掘、育種材料創(chuàng)新等基礎(chǔ)性研究，讓基礎(chǔ)研究沉下去，從而構(gòu)建現(xiàn)代分子育種新技術(shù)、新方法，創(chuàng)制具有高抗、高質(zhì)和高產(chǎn)的綠色、突破性育種新材料;通過科企合作，使基礎(chǔ)研究與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，讓新技術(shù)、新方法落地生根。要加快研發(fā)關(guān)鍵核心技術(shù)，聚焦基因編輯、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)的攻堅突破，提升種業(yè)的原始創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)中國種業(yè)在國際種業(yè)中從跟跑向并跑、領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變。要加快自主創(chuàng)新體系建設(shè)，健全以科研院所為主體開展基礎(chǔ)性公益性研究和以企業(yè)為主體開展商業(yè)化育種的雙輪驅(qū)動的種業(yè)科技創(chuàng)新體系。

強(qiáng)化企業(yè)在種業(yè)創(chuàng)新中的主體作用。發(fā)達(dá)國家大型種子企業(yè)的發(fā)展歷程表明，企業(yè)在種業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系中發(fā)揮著重要作用。要鼓勵種子企業(yè)和科研單位聯(lián)合攻關(guān)，推動政產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，加快關(guān)鍵核心技術(shù)的突破。引導(dǎo)科研單位主要從事基礎(chǔ)性、公益性研究，為種子企業(yè)提供有力的技術(shù)支持;鼓勵種子企業(yè)加大對種業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、科研和育種的自主研發(fā)投入，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢和龍頭帶動作用，加快種業(yè)科技創(chuàng)新，提高企業(yè)核心競爭力;逐步建立以企業(yè)為主體、科企緊密結(jié)合的育種體系，做大做強(qiáng)現(xiàn)代種業(yè)，為打贏種業(yè)翻身仗、保障國家糧食安全作出積極貢獻(xiàn)。

（作者單位：江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院）

責(zé)任編輯：何樂