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          《河南日報》集成育種新技術 跨入種業新時代


          種子是高產穩產高效的核心,種業是現代農業發展的“生命線”。目前我省從事小麥育種的單位有150余家,數量上遠超其他省份。2009年—2019年期間,我省102個小麥新品種通過國家審定,特別是2014年以來通過國家審定的小麥品種穩居全國首位。雖然我省糧食產量連續4年穩定在1300億斤以上,但是隨著糧食產量的基點逐步提高,加上耕地吃緊、地力下降等原因,我省穩步提高糧食產能面臨嚴峻考驗?!笆奈濉币巹澗V要提出,加強種質資源保護利用和種子庫建設,確保種源安全。加強農業良種技術攻關,有序推進生物育種產業化應用,培育具有國際競爭力的種業龍頭企業。因此,我省要加快國家生物育種產業創新中心等研發平臺建設,積極培育種業龍頭企業,開展種源“卡脖子”技術攻關,提升現代種業發展水平,建設現代種業強省。

          作物育種取得突破性進展

          “十三五”期間,我國對約17000份水稻、小麥、玉米、大豆、棉花、油菜、蔬菜等種質資源的重要性狀進行精準表型鑒定評價和全基因組水平的高通量基因型鑒定,發掘出一批作物育種急需的優異種質。近年來,我國在作物基因組學研究,新基因挖掘與功能解析,產量、品質、養分高效利用、抗病蟲,以及育性等重要性狀形成的分子機制與調控網絡研究等方面取得了一系列重大進展。創新完善了雜種優勢利用、細胞及染色體工程、分子標記、基因組編輯等育種、轉基因和合成生物學等關鍵技術,提升了育種自主創新能力,創制出一批育種新材料和新品種。以轉基因、分子標記、單倍體育種、分子設計等為核心的現代生物技術不斷完善,并開始應用于農作物種質創新和新品種培育,有效支撐了我國現代農業發展。

          我省是全國小麥主產區,小麥種植面積、單產、總產量、外銷量均居全國首位,育成小麥品種的數量和質量均居全國領先水平。從應用面積來看,我省育成的多個品種年種植面積均在1000萬畝以上,大面積應用的品種數目居全國首位。我省小麥單產從新中國成立初期的43公斤發展到現在的441公斤,是世界小麥單產的2倍。省農科院育成的穩產、高產、多抗玉米品種,2000年通過國家審定,是我國玉米市場近20年來表現最好的品種,曾連續8年在全國種植面積超過6000萬畝,并獲得國家科技進步獎一等獎。

          當今作物育種技術的優勢與不足

          目前,我國作物種質資源研究總體上已達到國際先進水平,建立了較為完善的作物種質資源保存體系,作物種質資源精準鑒定評價水平和規模居國際第一方陣,已建立基于連鎖分析、關聯分析、比較基因組學、基因表達等一系列基因發掘新方法,作物種質資源基礎研究和作物新基因發掘處于國際先進水平。在農業生物功能基因組學等基礎研究領域取得了長足發展,相繼完成了多種作物和微生物的基因組測序或重測序,在重要性狀形成的分子機制與遺傳網絡調控研究方面取得了重要進展,克隆了一批具有重大育種價值的新基因,并逐步應用于品種改良。但是在我國的庫存資源中,國外資源的占有率較低、物種多樣性較低,滿足新形勢下作物育種需求的突破性新種質較為缺乏,大多數作物的種質資源基礎研究還處于跟跑階段。育種基礎研究與育種應用脫節現象較為嚴重,原創性技術研發仍然較少。育種大數據平臺建設與軟件研發、信息化以及相關系統開發與應用不夠。表型自動檢測設備、育種芯片設計與人工智能系統等缺乏,系統集成明顯不足。

          我省是農業大省,也是種業大省,我省在農作物資源創新和新品種培育方面取得了較大進展,小麥、花生和水稻等作物品種培育全部為國內自控,但部分蔬菜作物一旦進口渠道受限,很可能陷入無種源可用的境地。

          今后種業發展的重點及戰略措施

          未來推動我省種業發展,就要圍繞世界作物種業科技發展前沿,面向我國農業經濟建設主戰場和國家重大需求,按照“強化自主創新,突出戰略重點,創新管理機制,培育現代種業”的原則,著力攻克作物種業重大基礎科學問題,突破作物基因編輯、全基因組選擇、轉基因等顛覆性技術,在原創基礎理論、重要基因挖掘等領域搶占科技制高點;構建現代作物育種技術體系,加快戰略性新品種培育,推進產業化,滿足鄉村振興對多元化品種的重大需求,讓中國人的飯碗裝上更多優質河南糧。

          我省是全國重要的農作物種業大省,小麥、花生供種能力分別約占全國的38%、30%,均居全國首位。下一步,要盡快啟動實施種源“卡脖子”技術攻關,著力破除瓶頸卡點,形成一批具有自主知識產權的突破性成果,以產學研用相融合的創新機制推進產業化,提升現代種業發展水平,建設現代種業強省。持續開展我省主要作物育種聯合攻關,加快培育高產高效、綠色優質新品種。健全商業化育種體系,推進科企合作,促進產學研深度融合。強化育種遺傳基礎、分子育種技術等前沿性研究,有序推進生物育種產業化應用。

          推動我省種業發展要抓好兩項戰略措施:一是加大投入,通過技術創新和大協作,推動種業跨越式發展。國家糧食核心區建設對我省小麥、玉米等作物產量水平提出了更高要求,如何通過品種改良提高單產已成為育種單位的工作重點。種業發展可以分為四個階段,1.0時代是農家育種,2.0時代是雜交育種,3.0時代是分子育種,包括分子標記、轉基因、基因編輯育種等,4.0時代是“生物技術+人工智能+大數據信息技術”育種。目前發達國家已進入種業4.0時代,我國還在2.0至3.0時代之間。因此,迫切需要政府加大投入,同時通過科學界、農業公司、媒體、政府和社會各界的通力協作,實現種業跨越式發展。

          二是加強規模型種業企業的培育力度,實現種業大省向種業強省的轉變。種業要發展,企業是主體。國家種業發展政策提出以企業為主體的商業化育種體系,主要是促使種子企業升級。種子企業不能滯留于種子生產銷售的層面,而必須參與區域競爭、國際競爭,決勝于科研育種的高端層面。近年來,我省種業企業研發投入持續加大,行業整體競爭力明顯提升。但不論是經營規模、創新能力,還是發展布局,都與國際巨頭有明顯差距。種子企業存在小而散、品種同質化嚴重等問題,至今沒有一家在主板上市,更沒有在國內乃至全球有影響力的領軍企業,自主創新水平與發達國家有較大差距。2019年,全國首個生物育種產業創新中心落戶河南,提出力爭到2030年,將國家生物育種產業創新中心建成全球著名的生物育種創新企業,推動形成千億規模的生物育種產業集群,帶動我國生物育種產業基本實現關鍵核心技術自主可控。因此,要加快培養一批種業龍頭企業,探索科企深度融合實現方式,加大新品種推廣力度,積極推進產業化應用,滿足農業高質量發展需求,實現種業大省向種業強省的轉變。

          (作者單位:河南大學生命科學學院,本文刊登在《河南日報》2021年3月24日理論版)

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