對當前我國種業創新發展的思考與建議

張 輝,田守波,楊學東,朱為民

(上海市農業科學院設施園藝研究所,上海市設施園藝技術重點實驗室,上海 201403)

1 研究背景

農業科技的不斷推進發展引起了農業生產經營方式的改變,種子對提升農業效益的作用越來越顯著,全球種業市場日益繁榮。 我國常年種子用量在1 250 萬t 左右,2018 年市場規模約1 330.5 億元人民幣,是全球第二大種子市場[1]。 種業目前已上升為國家戰略性基礎產業,是我國農業水平進一步提升、增強國際競爭力的關鍵產業。

劉定富[2]研究認為種業作為傳統種植業的一個組成部分,現已逐步發展為技術、資本和人才高度集中的科技產業,全球化壟斷化呈現新的加速趨勢。 排名全球前十的種子公司占當年種子市場份額的80%左右,其中孟山都、杜邦先鋒、先正達等6 家就占了60%左右。 另外全球種業“一體化步伐加快”、生物育種技術制高點爭搶激烈等新的發展形勢使我國現代種業發展面臨嚴峻挑戰[3]。 目前,國內有七十多家國際種子企業,其中包括全球種業前十強,我國種業市場已成為全球種業巨頭競爭發展的戰略要地。 在水稻和小麥兩大口糧作物品種中,我國自主品種可實現完全自給[4],基本屬于安全有保障。 但玉米、大豆作物與國際先進水平還有很大差距,部分蔬菜、畜禽品種國外公司占據較大優勢,均對我國種業安全及國內產業發展形成一定威脅。

近年來隨著我國種業產業的發展,種業企業及科研院所的研發投入快速增加,出現了一批育、繁、推一體化發展的種業企業,逐步建立完善了研發、生產、加工和銷售體系。 國際種業巨頭帶來了先進的技術和理念,豐富了品種資源,增強了競爭意識,間接促進了我國種業的發展,對農業增產和農民增收發揮了積極作用。 但整體而言,我國種業企業仍然表現為規模小、數量多、研發投入少、創新能力弱等特點,在研發水平、創新能力、品牌意識及知識產權保護方面仍存在較大差距[5]。 因此,如何充分學習借鑒國外種業發展的先進經驗,積極培育國內種業企業的市場競爭力是當前亟待解決的挑戰。 本研究從科技、人才、政策3 個方面分析我國種業產業發展現狀和挑戰,思考如何從創新發展的角度,促使我國種業從跟隨階段走向引領階段,以期為保障國家糧食安全與農產品供給做出貢獻。

2 我國種業發展現狀和挑戰

2.1 種業技術

2020 年,我國頒布了首例轉基因安全證書(轉植酸酶基因玉米),這是我國農業生物技術產業化進程中具有劃時代意義的里程碑,將對農業生物技術產業的發展產生重大影響,意味著科技創新將對種業的發展越來越重要,種業的高科技產業屬性越來越強。

發達國家種業發展是以企業為主體,在我國,科研院所是種業創新發展的主要承擔者和推動者,集聚人才、技術等各類主要資源,是我國種業發展不可忽視的中堅力量。 近年來,隨著我國經濟實力的增強,國家在農業科學研究上的投入加大,種質資源收集保護體系建設取得質的提升,挖掘篩選出一批優異種質資源,克隆解析了許多重要農藝性狀相關的基因,高質量論文的發表屢創新高。 在育種技術創新方面也取得了顯著的進展,全基因組選擇、高通量基因型鑒定等育種技術得到廣泛應用,分子設計育種研究得到逐步推進,新品種數量呈井噴式增長。 然而,種業技術方面存在的問題也較為突出。

首先,種質資源的保護與利用研究深度不夠。 種質資源是種業的物質基礎,其遺傳多樣性是未來創新發展的潛力來源,重要性毋庸置疑。 2019 年12 月,國務院辦公廳印發《關于加強農業種質資源保護與利用的意見》[國辦發(2019)56 號],提出種質資源的保護應具有系統性,突出鑒定評價的核心作用,重點要進行保護體系的建設,最終的目的是要實現開發利用[3]。 這標志著國家從戰略層面聚焦種質資源保護和研究,將對我國種質資源的保護與利用起到積極作用。 但許多關鍵的問題依然存在:第一,國家、地方、科研院所、企業及個人的資源收集保護存在低效重復,資源浪費與不足同時存在,致使許多重要種質資源由于保護不足面臨風險;第二,收集范圍狹窄,沒有建立全球資源收集戰略,單純國內資源的收集保護無法滿足當前種業發展的需求;第三,種質資源的利用率低,對下游研究支撐不夠。 我國資源豐富,但在精準鑒定和科學評價方面的工作仍有較大提升空間,許多資源僅僅進行了簡單的調查登記,其數據信息無法滿足創新應用的要求,導致許多資源無效重復保存、部分珍貴資源保護保存力度不夠。

其次,育種基礎研究和原始創新相對較少。 目前國內許多育種研究還處于國外種業的引領下進行跟隨模仿育種階段,育種新技術的利用程度較低,許多作物的育種技術甚至比國外種子公司落后一個時代[4]。 現代育種技術基礎研究比較落后,投入不足,諸如轉基因技術、基因編輯技術仍落后于發達國家,原始創新能力較弱。 此外,較成熟的先進生物育種技術在育種中的實踐應用率較低,例如高通量基因型分析、表型分析、全基因組選擇育種技術在國內育種企業中的應用程度不高。 核心種質資源多樣性低,研究深度不夠,育種中憑經驗、感覺成份居多,數據支撐較少,導致育種效率低、成本高,造成當前突破性品種較少,同質化嚴重的現象。

2.2 種業人才

種業創新活動中,人是最活躍、最關鍵的要素。 種業核心競爭力以及創新能力的核心在于人才。 在我國,科研院所是種業人才培養的主陣地,同時也是種業人才的集中部門,是種業創新中基礎研究、核心技術、核心種質創制的主要研發力量。 種子生產經營人才主要集中在種業企業,承擔品種研發和品種應用的紐帶。 種業管理人才,主要集中在行政管理部門,確保種業產業有序運行[6]。 總體來看,科研院所的基礎研究人才由于引導和激勵不足,專業從事種業基礎支撐研究的人才相對較少。 企業種業經營人才專業化程度不高,缺乏有效的管理培訓。 種業管理人才與產業實際發展聯系不夠密切,規劃引領服務作用發揮不足。

此外,在人才的組織管理方面,國內育種創新團隊通常存在以下問題和不足:一是團隊規模相對較小,專業構成簡單,分工不科學,團隊成員之間互補性不強;二是許多團隊是臨時項目搭建,結構松散、各自為陣無法形成合力,短期目標與長期基礎的匹配無法達到最優化;三是跨學科交叉組成團隊較少,例如農業領域團隊很難吸引人工智能領域人才,主要原因是頂層設計不完善,各單位之間合作機制不通暢,各組成部分缺乏共同、長期目標。

2.3 種業政策

種業發展與創新需要政府研究配套相關的創新政策支持。 為了鼓勵種業的創新發展,國家頒布實施了各種新的政策。 例如,2011 年國務院印發的《國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見》、 2016年實施新頒布的《中華人民共和國種子法》、《中華人民共和國主要農作物品種審定辦法》、《中華人民共和國非主要農作物品種登記辦法》等,為我國種業領域創新奠定了良好的基礎。 相關法律法規的進一步健全和營商環境的優化,將對我國種業創新產生積極影響,促進我國現代種業體系的建立和完善。 國家通過支持科研院所開展種業相關基礎研究和應用基礎研究是我國對種業產業扶持的重要方式。 但目前以下幾方面問題仍比較突出:首先,由于過去對種業的戰略價值認識不足,缺乏有效的創新政策,“重成果、輕應用、重數量、輕質量”的考核機制[7]導致基礎科研與種業應用脫節,研究方向與市場需求不匹配;其次,種業協同創新體系沒有建立起來,上下游協作攻關較少;最后,科研院所存在一方面過多承擔了商業化育種工作,而另一方面在種業基礎研究和應用基礎研究投入不足。

3 政策建議

3.1 加強種業科技創新

3.1.1 加強種質資源保護利用創新

首先,應進一步重視種質資源的分級工作,集中力量對重要的資源加大支持,厘清工作目標和責任主體,加強制度保障。 其次,將地方科研單位和公司列為種質資源的有效補充。 例如,可在一些科研項目中設置種質資源收集保護的考核指標,完善搜集、登記、鑒定、保存、利用、交流等相關檔案記載與實物保存清單,明確資源保護的責任主體,確保資源保護的長效持續。 建議實施類似于品種登記制度的種質資源登記平臺,種質資源的實物尤其是具有商業價值的種質實物可保存在權利人手中,但鼓勵引導其將資源信息進行登記公開。 最后,研究相關政策,把資源的利用率作為資源收集保存單位的考核指標之一,同時也加強種質資源的知識產權保護政策,應用部門通過資金支持或產權署名等方式對保存單位進行回饋,提高種質資源保存部門的分享應用積極性。

3.1.2 加強生物育種基礎研究和原始創新

支持種業創新平臺建設,梳理、研究、預測現代種業發展中關鍵核心技術及發展趨勢,開展重點攻關,強化科研院所在遺傳基礎研究和育種技術創新方面公益性研究對種業發展的支撐作用[7]。 生物育種的原始創新、重要基因的挖掘與利用、現代育種技術的集成創新是種業發展的基礎,需要堅持規劃引領,充分利用和發揮科研院所的優勢,建立穩定、長期支持機制。 建設國家級生物育種前沿技術攻關平臺,吸引優秀人才,構建包括重要性狀基因的挖掘和功能鑒定、基因編輯、生物合成、育種與人工智能結合等核心技術集成體系,推動種質、品種、技術創新能力全面提升,創制一批自主知識產權的新基因、新種質和新品系。

3.1.3 多學科協同創新

育種創新不僅需要生物學、植物生理學、遺傳學、功能基因組學等學科的綜合運用,還需要信息科技領域的知識學習。 現代育種技術,例如分子標記技術、雙單倍體技術、基因編輯技術、全基因組選擇等,大大提高了育種的精準性,縮短了育種周期,提高了選育效率[5]。 當前,人們對信息化技術和育種相結合的前景充滿期待,這將引起整個行業的深刻變革,也有可能為我國種業快速趕超提供契機,這有賴于在細分領域(如生物技術、智能化、數字化以及信息化技術)的研究基礎和種業新發展模式下的集約化、規模化創新。 因此應開展開放式創新與開源創新在種業創新中的有益探索,將更多新技術運用到種業創新中去。

3.1.4 種業全產業協同創新

良種繁育、測試評價、知識產權保護等領域的關鍵性基礎研究也需要進一步加強。 栽培技術、示范推廣、技術服務等創新也是種業創新的有機組成部分。 建立區域標準化栽培(或養殖)技術研究體系與平臺、加強品種評價的科學性與合理性,從品種認定階段就與品種推廣范圍及品種栽培(或養殖)技術結合起來進行評價,準確規劃新品種的推廣范圍,降低生產風險。 充分與現代網絡通訊技術手段結合,加強藥、肥等一體化服務體系建設。

3.2 加強創新人才的培養和管理

3.2.1 加大種業創新人才的培養

使科研院所成為種業創新人才的培養基地,鼓勵科研院所與企業深入合作,了解產業需求,建設科技成果孵化基地和人才培養基地,從創新全鏈條培養、鍛煉人才。 例如,科研院所或政府職能部門可通過調研收集目前種業發展中稀缺人才的領域或相關專業知識,政府和企業共同支持組建相關的人才培訓工程。

3.2.2 激發種業科研人才創新活力

建立科研院所種業科研人員和科研成果分類考核與評價體系,加強種業學科建設,進一步改革成果與人才評價機制。 種業企業是種業創新主體,但研發創新人才卻主要集中在科研院所中,主要原因在于:首先,科研院所具有較好的研發平臺和較好的容錯機制,而普通種子企業對盈利較為迫切,不愿或無力承擔研發費用,不能正確對待研發風險;其次,研究院所創新資源比較豐富,創新環境較好,這主要體現在學術氛圍濃厚、交流平臺較多、信息來源廣泛。 因此,應繼續支持并嚴格落實鼓勵事業單位科研人員到企業兼職、掛職以及利用研發成果自主創業,并在職稱評定、工資福利、社會保障等方面給予相應的政策支持,通過各類政策將種業創新人才向企業引流。

3.2.3 創新團隊的組建與管理

一是通過多種方式培養和引進國際一流育種專家。 育種家需要能夠對整個行業具有較強的整體把握能力、戰略眼光及淵博的專業知識,把握育種的發展方向,制訂清晰可行的育種目標。 育種家還應具有創新精神和較強組織協調能力,使整個團隊和諧有序的運作。 其主要職責包括制訂育種目標和實施方案、建立管理制度、分解分配任務、把握團隊工作整體運行情況。 二是育種團隊需要崗位職能互補、專業技能互補以實現科學分工,例如需要配備種質資源鑒定創新、新品系或新材料篩選、抗病性鑒定、品質性狀鑒定、栽培(或養殖)技術研究、品比及示范推廣等,關鍵是建立不同模塊間的協作與信息的交流共享機制。 三是可通過設立創新團隊進行育種新技術、生物育種前沿技術研究。 四是利用市場經濟思維實現人才資源的優化配置,通過建立公平公正合理的人才政策,引導人才到合適的崗位和領域,完善用人機制、激勵機制,充分發揮人才的主動性、積極性、創造性。

3.3 加強種業創新政策的設計和實施

3.3.1 加強知識產權保護

目前我國種業主要是通過種質資源或品種的親本等進行知識產權的保護,這已無法滿足當前種業創新發展的需要,需要研究建立新的產權保護技術手段,例如對原始品種以及實質性派生品種加強保護等。同時研究其他創新環節知識產權保護的措施,例如對種質資源、重要基因、育種技術、種養技術等方面的知識產權保護,有利于更多創新主體參與到創新過程中,進行協同創新和開源創新。

3.3.2 建立并完善種業創新組織體系建設

明確科研院所與企業在種業創新中的分工,促使科研院所成為種業基礎研究的承擔者和人才的培養基地,成為技術、人才甚至政策創新的源泉。 針對科研院所集中了大量育種創新資源,而企業研發能力相對較弱的現狀,應充分發揮科研院所的創新能力,打通科研院所與企業之間資源流通的障礙,允許科研院所與企業探索新的合作模式。 鼓勵科研院所創新成果申請知識產權,科學評價成果公益屬性和科研人員的創新貢獻,明晰產權構成和成果激勵機制。 建立以科研人員為核心的多變靈活的創新模式,將科企合作作為現階段科研院所參與、推動種業發展的主要組織形式。 充分發揮各自優勢,進行育種聯合創新,推動種業創新鏈形成,優化種業成果轉化通道和提高轉化效率,逐步推動種業創新資源向企業流動,提高種業研發的核心競爭力,建立完善我國現代種業創新體系。

3.3.3 強化企業在商業化育種中的創新主體地位

隨著科學技術的進一步發展,種業產業的科研投入將會越來越高。 規模小、研發能力弱的企業生存壓力將越來越大。 近年來國內、國際種業巨頭聯合并購現象越來越多,也正是基于種業發展中研發投入大、風險高等因素的影響。 對此應一方面鼓勵企業通過市場行為的兼并重組,實現優勢互補、集聚資源、向高科技產業轉型。 同時也應注重扶持有特色的中小型企業或團隊,提升差異化的市場競爭,防止壟斷對創新的遏制,使種業創新保持較高的活躍度。 鼓勵種業企業采取產權購買、合作開發、科研立項等形式與科研院所合作,逐步建立起以企業為主體的研發能力。 對超出企業承擔能力之外的種業基礎研究,通過政府科研項目主管部門,面向科研院所公開立項。

3.3.4 建立國家級種業產業信息平臺

利用現代網絡大數據信息技術對創新鏈條中的關鍵信息進行跟蹤,從市場需求信息到種子研發,到從推廣應用到產品供應,從種養技術到產品安全保障,利用信息技術定位種業發展的瓶頸,整合政府及社會資源,實現不同創新環節的緊密合作,促進種業的發展,實現農業-種業一體化發展。