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種業(yè)創(chuàng)新系列報(bào)道①
編者按種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，種業(yè)是國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè)。隨著生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，世界各國在種業(yè)領(lǐng)域的競爭更加激烈。在這種情況下，中國種業(yè)該如何“強(qiáng)優(yōu)勢、補(bǔ)短板、破卡點(diǎn)”，如何提高種源保障能力和種業(yè)創(chuàng)新能力?本報(bào)策劃了一組系列報(bào)道，聚焦種業(yè)創(chuàng)新的方方面面。
我國已建立以國家長期庫為核心，以區(qū)域性、專業(yè)性中期庫、種質(zhì)圃為支撐和原生境保護(hù)區(qū)(點(diǎn))為補(bǔ)充的農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)體系。目前，國家?guī)煲驯４?1萬份不同品種、數(shù)十億顆珍貴的種質(zhì)樣本，它們在零下18攝氏度可以保存50年以上。
“近一段時間以來，社會各界都在擔(dān)心中國種業(yè)是否存在被‘卡脖子’的情況。我們判斷，總體上供應(yīng)有保障，風(fēng)險(xiǎn)也可控。”2月6日至7日，首屆中國種業(yè)發(fā)展論壇暨種業(yè)投融資研討會在北京、海南三亞兩地連線召開，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司副司長孫好勤視頻致辭時作出以上判斷。
種業(yè)是農(nóng)業(yè)的“芯片”，也是國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè)。2020年末的中央經(jīng)濟(jì)工作會議明確，2021年重點(diǎn)工作之一是解決好種子和耕地問題。要開展種源“卡脖子”技術(shù)攻關(guān)，立志打一場種業(yè)翻身仗。
農(nóng)業(yè)“芯片”真的被“卡脖子”了嗎?怎樣正確理解種業(yè)翻身仗?如何開展種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定，實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)與高效利用?科技日報(bào)記者為此走訪了有關(guān)農(nóng)業(yè)種業(yè)專家。
農(nóng)業(yè)“芯片”真的被“卡脖子”了嗎
我國種業(yè)真的被“卡脖子”了嗎?
孫好勤在種業(yè)論壇上表示：中國農(nóng)作物特別是糧食種子完全依靠自身能夠解決，“做到了中國糧主要用中國種”;豬牛羊等畜禽及部分特色水產(chǎn)種源立足國內(nèi)有保障;少數(shù)畜禽、水產(chǎn)、蔬菜等種源來自進(jìn)口，部分可替代。現(xiàn)在中國有外資種子企業(yè)25家，市場份額僅占3%左右，進(jìn)口種子在農(nóng)作物育種中也僅占到0.1%。
3%和0.1%，看起來微乎其微，為何會有“卡脖子”一說?
記者采訪中了解到，雖然我國的主糧種子基本不缺，但是經(jīng)濟(jì)作物，尤其是一些高端蔬菜的種子，大多依賴進(jìn)口。部分地區(qū)、部分品種，“洋種子”占比甚至超過80%。
比如，胡蘿卜、菠菜、洋蔥、高端番茄的進(jìn)口種子占比超過90%;西蘭花進(jìn)口依存度超過80%;甜菜和黑麥草種子對外依存度達(dá)到95%以上……
業(yè)內(nèi)人士稱，我國畜牧業(yè)、水產(chǎn)業(yè)、油料、飼料、蔬菜、水果等新品種的研發(fā)已呈現(xiàn)明顯短板。
“我理解的種業(yè)翻身仗，可能更多意味著在畜禽種業(yè)和包括高檔蔬菜種子在內(nèi)的農(nóng)作物種子領(lǐng)域進(jìn)行的攻堅(jiān)戰(zhàn)。”江蘇省種業(yè)科技工程研究中心主任、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院種業(yè)科學(xué)系主任張紅生教授認(rèn)為。
張紅生認(rèn)為，種業(yè)翻身仗一是要解決“種源”問題，二是要解決技術(shù)創(chuàng)新問題。種業(yè)不僅僅是種源本身，還包含研發(fā)和生產(chǎn)、銷售和售后服務(wù)等相關(guān)的產(chǎn)業(yè)，以及涉及種質(zhì)資源發(fā)掘、保護(hù)與創(chuàng)新技術(shù)、新品種培育技術(shù)、種子生產(chǎn)和加工技術(shù)等。
“應(yīng)以畜牧業(yè)和蔬菜的優(yōu)良品種為重點(diǎn)，加快科技創(chuàng)新、切實(shí)解決相關(guān)品種的培育和發(fā)展問題。”國務(wù)院參事室特約研究員、原農(nóng)業(yè)部副部長尹成杰建議，中國應(yīng)抓緊制定新的種子安全方針，制定“十四五”時期種業(yè)發(fā)展規(guī)劃，將國家級的育種中心建設(shè)納入“十四五”時期新基建的重要內(nèi)容，把海南等省份的育種基地建設(shè)作為國家糧食安全的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)工程。
種質(zhì)資源是農(nóng)業(yè)育種創(chuàng)新的基礎(chǔ)
北方的冬小麥已經(jīng)起身拔節(jié)，江淮地區(qū)開始孕穗,西南地區(qū)正在灌漿……眼下正是小麥生長的大好時節(jié)，江蘇省農(nóng)作物種質(zhì)資源中期庫常務(wù)負(fù)責(zé)人、省農(nóng)科院種質(zhì)資源與生物技術(shù)研究所研究員顏偉格外關(guān)心今年小麥的長勢。
顏偉告訴記者，長江中下游一直是小麥赤霉病流行和暴發(fā)的區(qū)域，這種病堪稱小麥“癌癥”，至今沒有特效藥物根治，并且正在向其他麥區(qū)蔓延。因此，在種質(zhì)資源庫中尋找抗性基因成為科學(xué)家的希望。
“前年，我國科學(xué)家在‘蘇麥3號’‘望水白’等長江中下游抗病品種中找到了關(guān)鍵基因Fhb1.為戰(zhàn)勝小麥赤霉病提供了有力的武器。”顏偉介紹說。
目前，科學(xué)家通過分子標(biāo)記輔助選擇的方法，將Fhb1導(dǎo)入到中高感赤霉病小麥品種中，這些品種的抗病能力可提高76%。
如果說“種子是農(nóng)業(yè)的芯片”，那么種質(zhì)資源則是芯片的芯片，沒有種質(zhì)資源，農(nóng)業(yè)育種創(chuàng)新將成為無源之水。
寶華玉蘭處于瀕危，中華水韭瀕危，野大豆?jié)u危，稻麥農(nóng)家品種難覓蹤影……近年來，地方品種和野生種受到擠壓，地方種質(zhì)資源喪失的風(fēng)險(xiǎn)不斷加大。
為此，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2015年啟動了第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集行動，搶救性收集保護(hù)農(nóng)作物地方種質(zhì)資源。顏偉表示，科學(xué)家要與時間賽跑，搶在資源消失之前，搶救性保護(hù)地方特色資源，確保資源不喪失。
據(jù)顏偉介紹，我國已建立以國家長期庫為核心，以區(qū)域性、專業(yè)性中期庫、種質(zhì)圃為支撐和原生境保護(hù)區(qū)(點(diǎn))為補(bǔ)充的農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)體系。
目前，國家?guī)煲驯４?1萬份不同品種、數(shù)十億顆珍貴的種質(zhì)樣本，它們在零下18攝氏度可以保存50年以上。
中期庫承擔(dān)著地方種質(zhì)資源的收集保護(hù)、繁殖鑒定和分發(fā)共享的任務(wù)。以江蘇庫為例，已收集保存各類種質(zhì)資源5.3萬份，對外發(fā)放共享5.7萬份次，相關(guān)單位利用這些資源培育新品種(系)120多個，累計(jì)推廣10.3億畝。
加強(qiáng)對種質(zhì)資源的鑒定評價研究
進(jìn)入21世紀(jì)以來，“以資源為基礎(chǔ)，以基因?yàn)楹诵?，以品種為載體”的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)正在逐步形成，世界范圍內(nèi)對種質(zhì)資源的爭奪更加激烈。
在科幻大片《流浪地球》中，種質(zhì)資源成為維護(hù)地球生物多樣性、保障人類糧食安全和支撐農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“希望的火種”。
但是，要讓這些種質(zhì)資源成為農(nóng)業(yè)種業(yè)的振興之寶，最終還要依靠科技的力量。
“對于育種人來說，沒有壞的種質(zhì)資源。”顏偉告訴記者，種質(zhì)資源庫中收集的大多數(shù)品種，可能看起來品相不好、產(chǎn)量不高或某些抗性不強(qiáng)，難以直接利用，但其中蘊(yùn)含著豐富的遺傳多樣性，需要通過基因組學(xué)與表型研究手段，挖掘優(yōu)異基因，比如優(yōu)良食味水稻、抗赤霉病小麥、抗豆象綠豆等。
顏偉建議，應(yīng)加強(qiáng)對種質(zhì)資源的鑒定評價研究，“我們是資源大國但不是資源強(qiáng)國，儲藏資源中經(jīng)過深度鑒定評價的不足10%，在優(yōu)異資源的發(fā)掘利用方面與發(fā)達(dá)國家存在較大距離”。
同時，顏偉也認(rèn)為，對51萬份種質(zhì)資源全部開展精準(zhǔn)鑒定的成本太高，近期既無必要，也不可能。
他建議，一方面要通過構(gòu)建核心種質(zhì)群，以較少的代表性核心種質(zhì)替代種質(zhì)庫中遺傳資源，開展精準(zhǔn)鑒定和遺傳研究，減小樣本規(guī)模;另一方面要組建全國性協(xié)作組，分工協(xié)作，不同地區(qū)、不同部門圍繞本地區(qū)產(chǎn)業(yè)需求，針對性開展相關(guān)性狀的精準(zhǔn)鑒定和深入評價;同時，隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和育種目標(biāo)的變化，鑒定的性狀和要求也會作相應(yīng)的調(diào)整，因此需要有計(jì)劃分步驟地開展相關(guān)作物性狀鑒定評價工作。國家除了繼續(xù)深入開展主糧種質(zhì)資源關(guān)鍵性狀優(yōu)異基因的發(fā)掘，近期應(yīng)重點(diǎn)支持玉米、大豆以及蔬菜、花卉、畜禽種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定和育種關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵環(huán)節(jié)研究。
此外，目前，我國種質(zhì)資源的多樣性仍然不夠豐富，51萬份農(nóng)作物種質(zhì)資源80%來自國內(nèi)，而美國保存的農(nóng)業(yè)植物種質(zhì)資源59萬份，80%來自海外。有關(guān)專家建議，要進(jìn)一步對外開放，有目的地從多樣性中心和富集地區(qū)引進(jìn)我國稀缺的優(yōu)質(zhì)資源。(記者 張 曄)
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