解沛,宋子涵,熊明民*
(1.中國農業科學院科技管理局,北京 100081;2.中國農業科學院蔬菜花卉研究所,北京 100081)
種業是農業的命脈,是戰略性、基礎性核心產業。黨中央、國務院高度重視種業振興,習近平總書記強調“種源安全關系到國家安全,必須下決心把我國種業搞上去,實現種業科技自立自強、種源自主可控”。要大力開展種源關鍵核心技術攻關,全力以赴推進種業振興。新中國成立以來,一代又一代種業人嘔心瀝血,創造了無數傲人的成績,留下了種業發展的豐碩成果。本文全面回顧了我國種業發展歷程,梳理了我國種業發展取得的突出成效,提出了種業科技發展方向,以期為新時期打好種業翻身仗提供參考和借鑒。
新中國成立前,我國種業處于相對原始的狀態,作物品種改良和推廣基礎十分薄弱,畜禽種業以地方品種利用為主,幾乎全部是自繁自養,種業發展極為緩慢。新中國成立后,在黨和政府的高度支持下,我國種業得到快速發展,掀開了中華民族種業發展的新篇章。回顧新中國成立以來我國種業的發展歷程,以新中國成立、改革開放和黨的十八大3 個時間為節點,將我國種業發展分為以下3個階段。
為恢復和發展農業生產,1950 年農業部(現農業農村部)制定《五年良種普及計劃(草案)》,要求開展群眾性選種活動,以農場為中心建立選種網進行品種改良,并在全國范圍內實施“五年良種普及計劃”[1]。在該政策的主導下,迎來了我國種業發展的第一階段即“四自一輔”階段,實行“依靠農業生產合作社自繁、自選、自留、自用,輔之以調劑”的方針,在全國建立起以縣良種場為核心、公社良種場為橋梁、生產隊種子田為基礎的三級良種繁育推動體系。“四自一輔”方針的實施,基本解決了農作物和畜產品生產用種問題,農畜產品生產供給水平大幅提升。
這一時期,在全國范圍內開展水稻、小麥、棉花等主要農作物育種工作,對提高產量、改進品質、增加抗病蟲害能力等起到了重要作用。我國逐漸開始成立專業化的育種科研組織,針對性引入國外高產品種進行畜禽改良。但我國種業發展基礎仍然薄弱,生產用種呈現出“多、亂、雜”的特點,未實現良種的專業化生產[2]。
1978 年,黨的十一屆三中全會做出了實行改革開放的重大決策,中國農業發生了根本性變化,種子產業也得到了高速發展。為加強和健全種子工作,我國1978 年開始實行“種子生產專業化、加工機械化、質量標準化、品種布局區域化和以縣為單位統一供種”的“四化一供”方針[3],使得種業技術指導和種子質量得到提高,在充分發揮良種增產作用的同時,節省了人力、物力,中國種業也逐漸從農民自己留種向專業化生產種子過渡,推動了傳統農業向現代農業的轉變。2000 年出臺《中華人民共和國種子法》,標志著我國種業進入法制化軌道,對促進種業快速發展起到了關鍵性作用[4]。該法鼓勵科研單位建立種子公司,打破行政區劃壟斷經營種子,將競爭性機制引進種子行業;實行“行政、技術、經營”三位一體的發展模式,以加工為突破口,籽粒種子實行包裝、標牌上市,種子產業(市場)化之路初見端倪。此后,先后頒布了《中華人民共和國種子管理條例》《農作物種質資源管理辦法》《中華人民共和國植物新品種保護條例》等相關法規和條例,使我國種業市場監管和品種保護制度逐步完善。2006 年頒布《中華人民共和國畜牧法》,首次從法律層面,對我國畜禽品種和遺傳種質資源相關工作進行全面規定,為我國畜禽種業持續、科學發展營造了良好的法制環境[5]。2011年4月發布《國務院關于加快推進現代農作物種業發展的意見》,首次明確了種業在國民經濟中基礎性、戰略性核心產業地位,并對現代種業發展進行了頂層設計[6]。
這一時期,種業市場化發展逐步規范,育種技術不斷進步,育成了一批高產優質作物和畜禽新品種。一系列政策和法律法規的出臺促進了種業市場逐步統一,有力保障了企業的相關權利,種業市場規模迅速增加,基本保障了我國對糧食和農產品的需求,探索實現了種子專業化、集約化的生產方式,種子“育、繁、推”體系初步形成,為種業產業化發展奠定了基礎[7]。
新時期種業體制改革和科技創新引領現代種業發展,農產品生產量質齊增。黨的十八大以來,黨中央、國務院高度重視種業發展,特別是2020年中央經濟工作會議首次將“解決好種子問題”作為年度經濟工作重點任務單獨列出,提出要“開展種源關鍵核心技術攻關,立志打一場種業翻身仗”[8]。先后修訂《中華人民共和國種子法》《中華人民共和國植物新品種保護條例》等,指引和規范中國種業發展的基本法律與時代進一步接軌。出臺《關于深化種業體制改革提高創新能力的意見》《全國現代農作物種業發展規劃(2012—2020年)》和《促進現代畜禽種業發展的意見》等政策文件,提出加大種業扶持力度,加快國家級種子生產基地建設,推進種子企業做大做強。2017 年修訂《主要農作物品種審定標準(國家級)》[9],使品種審定更加多元化,標志著育種由增數量向保安全和提品質轉變。2019 年,農業農村部實施白羽肉雞育種聯合攻關項目,著手推動白羽肉雞育種工作。為提高我國畜禽種業原始創新,農業農村部于2019 年正式啟動畜禽良種聯合攻關計劃,并在2021 年發布實施《全國畜禽遺傳改良計劃(2021—2035 年)》,作為種業創新的兩大重要抓手,將全面提升我國畜禽核心種源自給率,推動我國畜禽種業再上新臺階[10]。2021年7月9日,習近平總書記主持召開中央全面深化改革委員會第二十次會議,審議通過了《種業振興行動方案》。
這一時期,我國分批啟動了玉米、大豆、水稻、小麥良種重大科研聯合攻關,開展水稻、小麥、玉米、大豆等主要糧食作物,馬鈴薯、油菜、花生等特色作物聯合育種攻關,實現了中國糧主要用中國種。先后啟動實施《全國肉雞遺傳改良計劃(2014—2025 年)》《全國肉羊遺傳改良計劃(2015—2025)》和白羽肉雞育種聯合攻關和畜禽良種聯合攻關項目,推動我國畜禽種業取得一系列重大成果。
2.1.1 起步發展期,種業保障我國糧食和農產品基本供應 根據國家統計局數據,我國糧食總產量從1949年的1.13億t上升到1977年的2.82億t,增加了1.5倍,人均糧食占有量從1949年的209 kg,增長到1977 年的298 kg。肉類產量從1949 年的220萬t增至1978年的856萬t[11],增加了2.9倍,人均肉類占有量從1949 年的4.1 kg,增長到1978 年的9 kg,但仍遠低于29.45 kg 世界的人均水平。種業的發展有力促進了糧食和農產品的生產供應,但食物安全沒有得到根本性的保障。
2.1.2 快速發展期,種業保障我國糧食和農產品有效供應 在該時期,逐漸形成了具有中國特色的市場化種業體系,大大促進了糧食增產及蔬菜、畜禽產品供應。根據國家統計局數據,我國糧食產量從1978 年的3.05 億t 上升到2011 年的5.88億t,蔬菜產量從1978年的1.79億t增加至2011年的5.98 億t,肉類產量從1980 年的1 205 萬t 增至2011 年的8 023 萬t,分別增加了0.9 倍、2.3 倍、5.7倍;年人均糧食、蔬菜、肉類產量從1978 年的316.6、186.2、8.9 kg增加至2011年的436.2、442.7、59.5 kg,分別增加37.8%、137.8%、568%。
2.1.3 現代發展期,種業保障我國糧食和農產品量質齊升 根據國家統計局數據,我國糧食產量穩步提升,總產從2012 年的6.12 億t 上升到2020 年的6.69 億t;蔬菜產量從2012 年的6.16 億t上升到2020 年的7.49 億t;肉類生產結構持續優化,禽肉產量顯著增長,2020 年達到0.24 億t,牛羊肉產量穩步增長;優質、高效農產品比例不斷提升,糧食、蔬菜、肉類產品由數量需求向質量需求轉變[12]。
2.2.1 起步發展期,雜交育種技術取得革命性突破 作物單產及畜禽養殖效率實現第一次飛躍。其中最典型的有小麥抗病矮化育種、水稻矮化育種、三系配套秈型雜交水稻育種、蔬菜雜交育種等技術。1973 年,以袁隆平為首的科技攻關組完成了三系配套并成功培育雜交水稻,于1975 年開始用于生產,至1977 年已推廣超過3 000 萬畝(200 萬hm2),一般增產20%~30%,實現了雜交水稻歷史性突破[13]。先后選育推廣了抗銹高產小麥良種,摘掉了小麥是“低產作物”的帽子。畜禽雜交改良技術取得長足進步,我國逐漸開始成立專業化的育種科研組織,針對性引入國外高產品種進行畜禽改良。如1972 年成立了“全國豬育種科研協作組”,以雜交群為基礎,通過“公豬外來化、母豬本地化、商品豬雜交化”,推動兼用型豬新品種培育工作。1973 年以后,國家計劃委員會(后改組為國家發展和改革委員會)從美國、加拿大、德國等國多批次引入肉牛品種進行牛種改良,在19 個省(自治區、直轄市)批準建立了肉牛生產基地,改良本地黃牛,促進了我國肉牛產業的發展。此時的羊品種選育主要以解決毛紡工業需要為目的,培育毛用、毛肉兼用細毛羊和半細毛羊,同時培育裘皮羊、地毯毛羊和脂肉性能好的粗毛羊以及一些地方良種。而雞種業則主要以地方品種為主,1965 年上海開始建成紅旗機械化雞場,1975 年黨中央要求各省(自治區、直轄市)建立機械化養雞場,禽業得以迅速恢復和發展[14]。
該時期,雜交育種技術推動了我國育成一批雜交新品種,具有代表性的有廣場矮和珍珠矮等高產、矮稈、抗倒伏水稻品種,華北187和北京6號等抗病小麥品種,北京8 號和北京10 號等矮稈小麥品種,金皇后、英粒子、白馬牙等玉米品種,矮腳早、鄂豆2號等大豆品種,京豐一號甘藍、津研4號黃瓜等蔬菜品種,哈白豬、上海白豬、北京黑豬、新金豬、草原紅牛、新疆褐牛等兼用型新品種[15]。同時,我國開展了新中國第一次農作物種質資源普查,摸清了當時我國作物資源家底,后續啟動了畜禽種質資源普查,為現代種業發展奠定了基礎。
2.2.2 快速發展期,育種技術取得了突破性進展 水稻兩系和三系繁殖技術獲得重大突破;通過遠緣雜交創制了優良小麥抗性材料,取得作物分子聚合育種技術的突破和應用;引進了長白、大白、杜洛克和漢普夏等世界著名瘦肉型豬種,加速了我國瘦肉型豬育種工作和雜交生產的展開;頒布了《全國牛的品種區域規劃》,開啟了黃牛改良的蓬勃發展階段;1985 年,由中國、美國、泰國合資建立的北京家禽育種公司,開啟了我國白羽肉雞本土育種工作。
該階段,育成了一批優質、高產的作物和畜禽品種,為促進糧食增產、保障農產品供給作出了重要貢獻。育成了以超級稻為代表的一批抗病、抗逆、豐產的雜交作物;首次育成了我國具有自主知識產權的高產蛋雞配套系京紅1號、京粉1號和中國西門塔爾牛,打破了國外畜禽品種壟斷。代表性品種包括龍粳31、汕優63、中浙優等水稻品種,小偃6 號等小麥品種,中單2 號等玉米品種,中黃4 號、中黃13 號等大豆品種,北京新三號大白菜、中甘21 號甘藍、湘研3 號辣椒、中椒5 號甜椒、中農8 號黃瓜、中蔬4 號番茄等蔬菜品種,華農溫氏配套系I 號豬、京紅、京粉系列蛋雞、矮腳黃羽肉雞配套系、中國西門塔爾牛等畜禽品種。
2007 年,我國首次成立了國家畜禽遺傳資源委員會,分設豬、羊、家禽、牛馬駝、蜜蜂和其他畜禽6 個專業委員會,開創性地完成國內畜禽遺傳資源大范圍普查[16]。2009 年,我國啟動畜禽遺傳改良計劃,成立育種協助組,啟動畜禽遺傳改良計劃,正式拉開畜禽系統選育的序幕[17]。
2.2.3 現代發展期,分子育種技術得到廣泛應用 這一時期重要作物和畜禽的基因組序列相繼公開,一些作物的基因編輯技術體系陸續建立,分子生物學技術全面應用于種業,實現精準育種。水稻基因組學研究及應用成績矚目,成功實現了無融合生殖雜交稻“從0到1”的突破,奠定了我國在水稻育種基礎研究和分子育種技術領域的領跑地位。超級稻、節水抗寒強筋小麥、抗蟲耐除草劑玉米、耐除草劑大豆培育成功。主要蔬菜作物完成全基因測序。2017 年,全國畜牧總站聯合國內7 家單位建立了豬基因組選擇平臺,正式開啟了國家層面的豬全基因組選擇計劃。目前,我國在動物基因克隆技術領域達到國際領先水平。豬、牛、羊等動物的基因組測序基本完成,中國荷斯坦牛分子育種技術體系成功建立,牛、山羊等家畜的克隆效率也達到國際水平。
該階段,育種速度呈倍速增長,育成了一批優質或可機械化種植品種。例如兩優培九、中嘉早17、南粳系列優質高產水稻品種,中單808 和中單909耐密高產玉米品種,CR 京秋新3號大白菜、中甘628 甘藍、中農16 號黃瓜、博辣紅牛辣椒、金棚八號番茄等蔬菜品種,農大3 號小型蛋雞、大午金鳳、中畜草原白羽肉鴨和中畜白羽肉鴨配套系等畜禽品種,高產白羽肉雞和肉牛新品種也即將通過國家審定。我國主糧作物自主選育品種面積占比超過95%,蔬菜品種自主率達到87%,畜禽品種自主率達到75%[18]。一系列重大成果和關鍵技術的突破為保障國家“谷物基本自給、口糧絕對安全”提供了強有力的科技支撐。
組織國內種質資源搶救性收集和國外優異種質資源引進,進一步拓寬現有種質資源的遺傳基礎;強化種質資源的深度鑒定,明確具有重大育種利用價值的優異等位變異,創制突破性和前瞻性新種質,顯著提升種質資源的利用效率和水平,為打好種業翻身仗夯實資源基礎。
基礎研究是種業科技創新的源頭,是推動種業科技進步的動力源泉。要深度解析高產、耐密、抗逆等重要農藝性狀形成的分子基礎,揭示雜種優勢形成的遺傳和表觀遺傳機理,為生物育種夯實理論基礎。通過加強種業基礎研究,提出原創科學理論,作出原創科學發現,推動我國種業基礎研究躍居世界先進水平。
聚焦種業關鍵技術瓶頸,重點加強生物育種技術攻關,以自主創新、協同攻關、產業化應用為導向,圍繞生物育種創新鏈一體化布局,加強農業生物育種重要性狀形成機理等基礎研究,攻克基因編輯、全基因組選擇、合成生物、智能設計育種等生物育種前沿技術,加強生物技術重大品種創制與應用,建立生物安全評價體系與檢測技術,推動生物育種科技平臺建設,加快產出引領性重大科技成果,全面提升我國生物育種自主創新力、持續發展力和國際競爭力。
圍繞農作物單產水平提升和資源趨緊限制產能提升等問題,在創制突破性育種新材料的基礎上,培育高產高效、綠色優質專用、適宜輕簡栽培的重大新品種,推動我國農作物生產提質增效。圍繞畜禽產品消費快速增長與生產水平有待提升等問題,加快培育一批性能優良、產品優質、有市場競爭力的主導品種,研發高效繁殖精準調控、營養代謝及調控、資源利用與飼養管理等關鍵技術與裝備,降低畜禽種源對外依存度,提升畜禽產業競爭力。
當前世界正處于“百年未有之大變局”,種業形勢也正在發生深刻而復雜的變化。農作物種業正在經歷以“生物技術+信息化”為特征的第四次種業科技革命,以知識產權為核心的貿易摩擦和競爭加劇,既給我國種業帶來“彎道超車”“跨越發展”的重大機遇,也帶來巨大挑戰。我國種業存在種質資源收集保護力度不夠、創新基礎薄弱、創新鏈發展不充分、科研產出與種業科技需求不匹配、產業鏈自主創新能力嚴重不足等問題,既面臨國際競爭的外部壓力,也存在自身發展新階段的內在變革需求,挑戰與機遇并存。
近年來,我國種業保障能力顯著增強,品種對外依存度顯著降低,種業企業快速發展,種業體制機制改革取得重大進展,種業市場規模巨大,具備了前所未有的好形勢。種業代表了國家農業核心競爭力的強弱,種業競爭的核心在于種業科技的競爭。當前,我國種業要在種質資源、基礎研究、關鍵技術、生物育種、品種培育和體制機制改革等方面全力突破,全面推動我國由種業大國向種業強國邁進。