農作物育種技術應用存在的問題及解決對策

摘? ? 要：糧食產量是一個國家綜合國力的體現。我國農學工作者一直致力于農作物的育種與栽培，并取得了世界矚目的成果。文章從農作物育種技術介紹出發，探究了農作物育種技術實際應用中存在的問題及解決策略，以期為相關技術人員提供參考，更好地為農民增產增收提供技術指導，促進我國農業健康、可持續發展。

關鍵詞：農作物；育種技術；解決對策

文章編號：1005-2690（2023）08-0142-03? ? ? ?中國圖書分類號：S330? ? ? ?文獻標志碼：A

作者簡介：覃一靜（1967—），女，壯族，廣西象州人，本科，高級講師，研究方向為農業職業教育教學、科研、社會服務。

糧食安全是一個國家能否夠長久發展的根本，也是百姓能否安居樂業的基本保障[1]。如何利用我國現有的資源和技術提升糧食產量，是一個很重要的研究課題。最直接的方法就是提升作物的耕種面積，但是這一方法卻有一定的局限性，因為可使用耕地面積是有限的，依靠增加耕地面積提高糧食的產量是不可行的。

科技發展提供了另一種途徑，可以利用我國的科技水平開展新品種育種工作，培育出增加糧食產量的新作物品種。為了提升育種水平，從根本上提高作物產量，文章探究農作物育種技術應用存在的問題并提出了解決對策。

1 我國農作物種業市場概況

1.1 農作物育種市場以糧食作物為主

我國農作物種子市場以雜交玉米、雜交水稻、常規小麥、常規水稻等糧食作物為主，其中雜交玉米市場規模達350億元，是我國市場規模最大的農作物品種[2]。我國稻谷種子市場規模位居第2位，其中以雜交稻種子為主，占比近80％，常規稻種子市值偏小。從歷年情況看，我國糧食種子市場規模逐年提高，其中玉米種子市場規模增幅比較顯著，主要受種植面積增加和種子價格上漲的影響；小麥和稻谷種子市場規模增幅接近且增幅均小于玉米種子市場。

1.2 國內育種產業發展處于初級階段

經過20多年的發展，目前我國種子市場發展已達到一定規模，但是仍處于初級階段，主要表現為：種子企業數量眾多、規模偏小，龍頭企業市場占有率和行業集中度不高；企業育種技術和水平落后于發達國家；種企科研投入不足，研發費用在收入中的占比普遍偏小。從行業集中度來看，雖然近年來育種企業規模在不斷擴大，我國龍頭企業的市占率逐步提高，但是與發達國家相比，我國規模化企業市場占比較低，種業市場仍以中小企業為主，行業集中度仍處于較低水平。

2020年，我國種子企業共實現種子銷售收入742.9億元，其中收入排名前10名的種企種子業務收入占比約為13％，遠低于發達國家平均水平（60％以上）和美國水平（70％）。

1.3 水稻作物育種技術國際領先

水稻作為我國的傳統主糧，育種專家一直致力于提高育種技術水平和單產水平。中華人民共和國成立以來，我國水稻育種經歷了6個發展階段，水稻育種技術先后經歷矮化育種、三系雜交育種、兩系雜交育種。隨著育種水平的提高，我國水稻總產量達到了2億t。目前我國水稻育種技術遙遙領先全世界，水稻單產遠高于東南亞稻米生產國家平均水平和全球平均水平。水稻品質、抗性等水平顯著提高，水稻育種技術水平提升成為我國水稻產量提高的主要因素，為保障我國糧食安全和穩定貢獻了重要力量。

2 我國農作物育種的主要技術

2.1 系統育種（常規選擇育種）

系統育種是從現有品種群體中選擇優良的自然變異單株，通過比較鑒定而培育出新品種的育種方法，是改良現有品種的有效方法，也是最基本的方法。單獨選擇與混合選擇2種方法是系統育種最常用的方法。在單株選擇時，最主要的是選擇1個具有優良品種的變異植株。所以，選擇時要全面準確地研究作物的優良基因，確保能夠選出最佳品種，并且通過后期培育成為一種新的優良品種。混合方法就是選出最優秀的單個植株后進行混合脫粒，在下一年與當地的原品種產量進行比較，選出最適合本地精品系進行培養。

2.2 雜交育種

在進行雜交育種前，要選好親本，通過人工干預，讓植物之間進行雜交，得到雜交的后代就是需要研究的新品種。新品種保存了雜交植物的優點。這種模式可以為人類創造出更多的優質植物，豐富了農作物的品種。目前，回交育種方法是雜交育種中最常用的方法，就是從第一代種子中挑選出最優良的品種，再與下一代進行雜交，直到培育出所需要的新品種為止。

2.3 誘變育種

誘變育種是我國科學家研究出的一種利用物理和化學因素，讓原本的植物種子產生特異性變化的模式。與傳統育種方法有所不同，誘變育種打破了傳統的種子對環境的依賴。

誘變育種的突變方向是不確定的，要從已經變異的種子之中選取符合要求的特定變異單體，然后將變異單體培養成新的品種。利用誘變育種法培育新植株的方式耗費時間較短，是種子培育方面最常用的一種研究方法。利用化學因素對種子進行誘導的方式多種多樣，最常用的是直接涂抹化學試劑。物理誘變一般是通過強光照射或者熱力對于農作物的影響，改變農作物的基因排序，使農作物的生長狀況發生變化[3]。航天育種是誘變育種的一種，將種子置于和地球完全不同的生長環境下，在重力改變以及磁場影響下，引發植物內在基因變異。無論是哪種誘變育種，最終的結果就是要讓植物發生變異，利用這個突變的過程培育新品種。

2.4 倍性育種

倍性育種是通過改變染色體數量，讓染色體的數量成倍遞增或遞減，從而產生不同的變異個體，并從中選擇需要的優秀變異品種進行培育。倍性育種有單倍體和多倍體兩大類。多倍體植物中含有3個或3個以上的染色體組，多倍體育種的誘導途徑包括秋水仙素等藥劑處理、有性雜交培育多倍體、組織培養誘導無性系變異和體細胞融合。多倍體育種的植株器官（花、果實）巨大、育性低（三倍體無核）。單倍體是指具配子體染色體數的純系。單倍體育種一般是通過花藥和小孢子培養獲得[4]。單倍體育種的植株一般生長勢弱、發展遲緩且育性低（經過自然或人工加倍可能發育正常）。

2.5 生物育種

生物育種是指利用遺傳學、細胞生物學、現代生物工程技術等方法原理，通過轉基因、基因編輯、全基因組選擇和合成生物學等技術培育生物新品種的過程。從20世紀末到21世紀初，生物學以及其他多種學科之間實現了交叉融合，其中最具有突出代表性的就是全基因選擇、基因編輯、合成生物技術。生物育種技術體現著當代生物科學研究的最新成果及應用，是發展現代種業、解決糧食安全問題的重要工具。

3 我國農作物育種技術科研面臨的機遇

3.1 《種業振興行動方案》深入推進

2020年7月9日通過了《種業振興行動方案》，對于農業該如何朝著現代化的方向發展提出了具體方針，其中特別強調了種子在此過程中的主導地位。必須把我國的種子工程搞上去，只有提高種子的安全程度，才能夠保證國家農業持續發展。要集中力量突破在種子開發過程中所面臨的風險和困難，實現種源自主。以前我國農作物種子同質化、種源“卡脖”問題嚴重。近年來，國家一直關注育種行業，尤其對轉基因育種技術方面給予了大力支持。轉基因育種技術不斷發展提升，有望加速行業集中，吸引更多資源和人才聚集，從而使育種企業得到更快發展。

《種業振興行動方案》發布后，種子行業得到了有力支持，給種子行業帶來階梯性進步。各級政府應加強相關部門的組織能力，快速實施有關國家生物育種的相關項目，盡快突破核心技術。同時，在種業的制度設計、法律法規修訂、安全證書發放、鑒定技術研發等方面多管齊下，為我國農作物育種技術的發展提供良好的制度環境、市場環境。

3.2 提升我國種業國際競爭力的需要

我國是國際第二大種業市場。在常規育種的基礎之上，要加強科技創新，不斷提升農作物的產量，采用現代化的模式提升種業，才能讓我國種業在國際上處于優勢地位。

4 我國農作物育種技術及應用存在的問題

4.1 育種方法及應用效率不高

生物技術在我國的發展還是非常可觀的，基因工程、組織培養、染色體工程、細胞工程、DNA序列分析以及原生質結合等內容已經得到了深入研究。許多育種單位也對基因工程的選取育種進行研究，但是許多基層農作物育種單位由于資金有限、設備落后，難以開展研究工作，因而要想在育種領域實現突破更難。客觀條件的限制會導致新的育種方法難以推廣，應用效率較低。長期不變且模式化的育種方法會讓農作物育種方法止步不前。

4.2 種質資源遺傳基礎狹窄

我國的育種技術依舊存在著一些不足之處，常常忽視了一些農作物的培養，而在一些農作物上卻過分關注。有些品種雷同的農作物會影響生產成效，所以在具體實踐過程中，一定要擴展育種的基礎材料研究，全面關注當地特色的農作物。

4.3 配套栽培技術有待提升

要想提升農作物的產量，不僅要有優良的品種作為支撐，還需要相配套的科學栽培種植方法。在研究過程中，大多通過人為創設出符合種子生長的特定環境，從而達到提高產量的目的。但是在實際種植的過程中難以保證完美的環境，所以需要研究相應的栽培技術。

4.4 種業市場監管和支持體系不健全

農作物育種過程中技術服務管理能力較低，各種違規競爭的情況時有發生。沒有較強的品種保護意識，一定程度上會挫傷科研人員的積極性。網絡服務體系不健全，培育機構不夠規范，也會阻礙育種技術的發展。

5 解決對策

5.1 創新育種技術及應用方法

在新的育種理論支持之下，基層育種也亟須改革，可以吸收一些農作物育種機構的發展成果并進行創新。在基層農作物培育之中，總結常規培育過程中的相似處，根據市場要求培育出新品種。

5.2 創新農作物品種資源

農作物育種的道路是漫長且復雜的，要想實現可持續發展，就必須對品種創新進行保護。要突破以往育種模式中存在的問題，引進新的農產品資源顯得尤為重要。

一是在育種過程中，要有意識地融合各種野生優秀資源。二是積極參與國際種質交流會，開闊視野。三是有意識地聚合優良基因。基層農作物育種機構可以積極引入優質品種，主動將地方農家品種與野生資源引入到育種工作中，擴大品種資源，提升育種質量。

5.3 推廣農作物精準栽培技術

農作物精確栽培技術的推廣，可以提升農作物產量、品質、效益。系統分析工作是農作物精確栽培技術的重要基礎工作，對農作物技術指示、生育指示及地域間的關聯進行全面分析，能讓農作物的實際生長過程與生長環境有效融合[5]。

農作物精確栽培技術可以優化供水方案和播種方案，讓作物栽培管理技術的理論知識與經驗轉變成具有明確數字的農作物管理模型，提高農作物的生產效率。

5.4 健全完善種子監管及服務體系

健全種子管理機構，擴大種子管理隊伍，確保有足夠人力、物力開展種子管理工作[6]。應健全市級、縣級的種子質量監督體系，并且配備專門的檢測儀器和檢驗人員。完善種子管理綜合信息服務平臺，嚴格監督種子質量，共享種子相關資源[7-9]。

6 結束語

近年來，社會經濟不斷發展、科技研發力度提升、研發資金不斷增長，帶動了農業農作物育種技術的進步，在很大程度上提高了農作物的產量。農業發展步伐不斷加快，對農作物育種技術提出了更高的要求。創新農業育種方法對農業生產具有重要的現實意義。針對育種方法和應用效率不高、種質資源遺傳基礎狹窄、配套栽培技術有待提升、種業市場監管和支持體系不健全等問題，相關部門及研發人員需積極創新育種技術和應用方法、創新農作物品種資源、推廣農作物精準栽培技術、健全完善種子監管服務體系，推進我國種業的可持續發展，從而提升糧食產量，確保糧食安全。

參考文獻：

[1]汪和廷，張從合，方玉，等.中國氣候變化對農作物育種策略影響探究[J].中國農學通報，2022，38（11）：64-74.

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[3]王雪玲，高豹華.淺析農業育種與栽培技術的創新[J].種子科技，2021，39（15）：54-55.

[4]劉定富，趙健，應繼鋒.淺談農作物育種的基本要點[J].中國稻米，2020，26（6）：23-26.

[5]李新海，谷曉峰，馬有志，等.農作物基因設計育種發展現狀與展望[J].中國農業科技導報，2020，22（8）：1-4.

[6]楊學美.生物技術在現代農作物種植方面的應用[J].農家參謀，2020（8）：25.

[7]翟書紅.健全種子管理機制 保障農民經濟效益[J].吉林農業，2019（12）：37.

[8]周治華.完善種子管理體系 強化種子市場監管[J].種子世界，2010（12）：8-9.

[9]姜國銘，呂玉芹.新形勢下如何做好種子管理工作[J].農民致富之友，2017（24）：34.