孫大為
摘要:現代生物技術從根本上轉變了農業生產發展方式。從農業生物技術現狀入手,圍繞遼寧農業生物技術發展存在的育種技術相對落后、生物育種平臺缺乏、科研成果轉化率低等問題,提出促進種業研發轉型升級、提高種業產業競爭力、聚集種業高端人才等發展建議。
關鍵詞:農業;生物技術;遼寧省;育種
中圖分類號:S188? ? 文獻標識碼:A? ? 文章編號:1674-1161(2022)03-0072-02
生物技術是指人們以現代生命科學為基礎,結合其他基礎科學的科學原理,采用先進的科學技術手段,按照預先的設計改造生物體或加工生物原料,為人類生產出所需產品或達到某種目的的技術。在農業領域通常利用技術手段提取目的基因,將基因應用于目標作物上,使其特性在目標作物上充分表達,用以彌補作物本身的缺陷,不斷提高農作物適應環境的能力。合理利用生物技術,可以實現農產品發展的多元化,現已應用在農作物育種、生物肥料、生物飼料等多個方面,尤其是轉基因、基因編輯、單倍體育種、分子設計育種等技術已成為農作物育種的主流,不僅可提升農作物品質,還能改善生態環境。推廣應用農業生物技術,具有十分重要的經濟價值與社會價值。
1 生物技術在農業領域的應用
1.1 以生物技術提升作物產量,解決資源匱乏問題
我國耕地面積有限,農業生產需要解決的首要問題是如何為人們提供更多的農產品,以滿足不斷增長的農產品需求。“超級雜交水稻”充分利用了生物技術的優勢,對水稻改良后獲得了更高產量。目前,我國水稻生物育種技術一直居于國際領先地位,水稻單產及品質不斷提升,有效解決了中國人的“飯碗”問題。
1.2 以生物技術提高植物抗逆性,保障作物產量和質量
選擇抗逆、抗病、抗蟲的品種對保證農作物產量十分重要。常規育種方式培育的植物抗逆性較低,而利用生物技術進行品種改良,可以抵抗或適應干旱、鹽堿、冷凍、高溫、重金屬脅迫、水災、紫外線等逆境環境,顯著增強植物的抗逆性。隨著農作物抗生物逆境機制得到揭示,利用生物技術研究植物抗寒性等分子生物學已成為培育新品種的重要手段。
1.3 以生物技術改良農作物品種,推動育種工作高效開展
世界種業已進入“常規育種+生物技術+信息技術+人工智能”的育種4.0時代,育種研究從憑借“經驗”變為依靠“科學”。應用先進生物技術可使育種工作更加高效,還能減少生態環境污染問題,促進現代農業與生態保護協調發展。通過生物技術改良品種后,農產品的色、香、味、形等均可得到改善,且具有高產優質的特點。有些品種的成分和含量會發生變化,農作物生長周期會大大縮短,農產品儲藏性能和經濟附加值會大大提高,為人們提供了更多的農產品選擇。
1.4 以生物技術減少化學污染,有效改善農業生態環境
現階段,農業的持續豐產離不開化學農藥和化肥的大量使用,長此以往,水源和土壤均會遭受嚴重污染,并時刻威脅人們的身體健康。可以說,生態污染是農業發展進程中必須面對和解決的難題,化肥農藥的過量施用,農業垃圾隨意丟棄,農作物秸稈隨意焚燒等這些行為都會帶來嚴重的農業生態污染,尤其是化學農藥殘留已成為社會關注的焦點。隨著生物技術的發展,生物農藥研究受到越來越多的重視,一些具有最新分子的生物農藥應運而生并得到一定范圍的應用,可有效降低傳統農藥對農作物的傷害和對土壤的污染。利用基因工程防治蟲害不僅效果明顯,而且無明顯污染。利用生物技術將秸稈與其他原料一同發酵制成粗飼料,不僅生產成本低,而且實現了廢物利用,改善了生態環境。
2 遼寧農業生物技術發展現狀及存在的問題
生物技術已進入農業生產領域,不僅有助于提高農產品產量和質量,而且在作物育種、動物繁殖、生物飼料等多領域產生不可忽視的影響,更能提高農產品安全性。遼寧農業生物技術研究主要依托沈陽農業大學、遼寧省農業科學院等高校院所,雖然多年來以基因工程為核心的生物技術研發已初具規模,但仍存在以下突出問題。
2.1 育種技術相對落后
品種是農業的“芯片”,種業創新是農業科技創新的核心。習近平總書記多次強調,要高度重視種業問題,打好種業翻身仗,有序推進生物育種產業化應用。當前,生物育種技術已成為現代農業發展的重要組成部分。要想占據農業科技的制高點,就必須掌握更多的生物育種知識,擁有更多的技術及人才。以遼寧為例,從生物育種企業發展水平來看,大中型規模企業少,多數企業沒有生物技術研發生產能力,依舊采用傳統育種技術,相關研究遠遠落后于我國先進地區,加之生物育種投入大量的人力、物力和財力,許多企業無法進行可持續研發,也難以形成規模化效益,例如,種質資源評價及鑒定過程中,基因型和表現型數據采集基本采用人工測量方式,裝備簡單,精準度差。在品種選育方面,以常規雜交、系譜選育為主,運用現代分子生物學技術開展生物育種工作尚處于起步階段,原始創新能力不強,亟待加強生物育種創新,培育出更多優質高產農作物,推動遼寧現代農業發展進程。
2.2 生物育種平臺缺乏
多年來,遼寧省雖然利用國家和省投資建設了一些生物工程平臺,但分布發散、規模偏小、功能不全,如在基因型鑒定方面,先進實驗室利用高通量檢測設備日檢測樣品可達1萬個以上,而遼寧科研機構的相關儀器設備日檢測樣品只有200個。從生物育種企業規模看,普遍存在企業規模較小、創新能力薄弱、研發人才不足等問題,導致農業生物技術研發只能依賴農業科研機構。這就要求加速科研機構與育種企業發揮優勢、協同發展,推進遼寧農業生物技術產業化。
2.3 科研成果轉化率低
一方面,農業生物技術交叉性強,科技含量高,對人才需求較為苛刻,但受多種因素影響,遼寧地區許多科技人才流向發達地區,導致省內農業生物技術人才嚴重缺乏。另一方面,生物技術產業要想發展壯大,離不開龍頭企業的帶動,但遼寧生物技術企業少,相關研究主要依托沈陽農業大學、遼寧省農業科學院等高校院所,科技成果轉化能力不足。農業生物技術研究需要大量的投入,只有發揮高校院所、企業、政府、資本等協同作用,加大科企合作,才能發揮各自優勢,助推農業生物科技發展,實現生物育種產業的轉型升級。
3 遼寧農業生物技術發展對策
3.1 促進種業研發轉型升級
組織種業研發力量,圍繞種質資源創新利用,開展基礎性、前沿性研究,破解生物育種“卡脖子”難題,推動遼寧農作物育種由傳統常規育種向現代分子生物學育種轉變,加速種業創新升級,縮小遼寧與發達省份和國外先進國家的差距。種業研發、轉型和升級離不開科技創新的推動,要不斷收集和利用不同種類的生物物種基因資源,學習并掌握現代信息技術及裝備,改造傳統種業,在挖崛傳統種業價值基礎上發展現代農業生物技術。種業轉型升級并非一蹴而就,而是需要長期的摸索。在這一過程中,既要實事求是、勇于創新,又要因地制宜、量力而行。相關部門要加強宣傳培訓,通過典型示范和科學普及方式,引導農民學科技用科技,造就一批懂技術會管理能經營的新農人。
3.2 提高育種產業競爭力
建設農作物分子生物學實驗室,挖掘具有育種應用價值的基因,開展基因編輯和轉基因技術研究,構建全基因組選擇育種技術體系,提高育種效率。培育擁有自主知識產權的基因和突破性品種,從源頭上提升遼寧育種產業核心競爭力。企業是農業生物技術創新的主體,應允許科技人員以知識產權和科技成果形式參股興辦企業,引導和支持企業研發應用農業生物技術。對在農業生物技術領域做出重大貢獻的企業和人才,應給予相應的表彰和獎勵,以激發企業和科研機構的創新積極性,提高種業企業的市場競爭力。
3.3 聚集種業高端人才
加快培育遼寧分子育種科研團隊,引進、培育人才,制定靈活政策,吸引國內外高層次人才到遼寧開展生物育種研究,為遼寧種業振興提供人才保障。強化農業生物技術人才培養,充分利用現有各類人才引進與培養資金,或設立專項資金,用于農業生物技術人員出國進修培訓和引進國內外農業生物技術高層次人才。政府部門要加大政策扶持和資金投入,建立精干高效的農業生物技術創新體系,為遼寧農業生物技術發展提供有力支撐。
參考文獻
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Preliminary Study on Development of Agricultural Biotechnology
in Liaoning Province
SUN Dawei
(Liaoning Academy of Agricultural Sciences, Shenyang 110161, China)
Abstract: Modern biotechnology has fundamentally changed the way of agricultural production development. Starting from the current situation of agricultural biotechnology, centering on the problems of relatively backward breeding technology, lack of biological breeding platform and low conversion rate of scientific research achievements existing in the development of agricultural biotechnology in Liaoning province, suggestions were put forward to promote the transformation and upgrading of seed industry research and development, improve the competitiveness of seed industry and gather high-end talents in seed industry.
Key words: agricultural; biotechnology; Liaoning province; breeding