我國作物種質(zhì)資源保護利用刻不容緩

文|付深造 中國種子集團有限公司

我國作物種質(zhì)資源保護利用刻不容緩

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作物種質(zhì)資源具有豐富的遺傳多樣性，蘊藏著各種潛在可利用基因。它不僅為人類提供食物、醫(yī)藥、纖維等生存所必需的基本物質(zhì)，也為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、適應性廣等優(yōu)良新品種選育和開展生物技術(shù)研究提供取之不盡，用之不竭的基因來源。

作物種質(zhì)資源是指在不同生態(tài)環(huán)境和悠久的耕作栽培制度下，經(jīng)過長期自然演化和人工創(chuàng)造形成的，對社會和經(jīng)濟發(fā)展具有重要和潛在影響的，并擁有實際價值和潛在價值的農(nóng)作物遺傳材料，包括農(nóng)作物栽培種、野生種和瀕危稀有種的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工創(chuàng)造的各種遺傳材料，其形態(tài)包括果實、籽粒、苗、根、莖、葉、芽、花、組織、細胞和DNA、DNA片段及基因等有生命的物質(zhì)材料。

作物種質(zhì)資源及其重要性

作物種質(zhì)資源具有豐富的遺傳多樣性，蘊藏著各種潛在可利用基因。它不僅為人類提供食物、醫(yī)藥、纖維等生存所必需的基本物質(zhì)，也為高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、適應性廣等優(yōu)良新品種選育和開展生物技術(shù)研究提供取之不盡，用之不竭的基因來源，同時還在解釋作物遺傳基礎(chǔ)、揭示作物起源和保持生物多樣性等方面發(fā)揮著不可或缺的作用。因此，作為國家戰(zhàn)略性資源，作物種質(zhì)資源正日益成為國際競爭和爭奪的焦點，對種質(zhì)資源的占有和有效保護利用也成為一個國家國力強盛的象征。但如何做好種質(zhì)資源保護和共享利用工作，卻始終是各國種質(zhì)資源管理工作的核心課題。

我國作物種質(zhì)資源保護和利用現(xiàn)狀

作物種質(zhì)資源保護現(xiàn)狀。我國本土的種質(zhì)資源豐富，我國科學家在收集保護工作上做了大量有效的工作。截止到2012年，我國共建成了1座國家長期庫，1座國家復份庫，10座國家中期庫，29座省級中級庫、43個國家種質(zhì)圃和116個原生境保護點，基本形成了國家作物種質(zhì)資源保護體系，實現(xiàn)了41萬份種質(zhì)資源的安全保存（本土資源占80%左右）。同時，近十年來繁殖更新了30多萬份中期庫（圃）種質(zhì)資源，為種質(zhì)資源的分發(fā)利用奠定了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)，促進了作物育種和現(xiàn)代種業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在法規(guī)體系建設方面，為了保障作物種質(zhì)資源的安全，近年來我國制定了一系列法律法規(guī)。1997年3月頒布了《植物新品種保護條例》，并于2013年1月重新修訂；2000年7月通過了《中華人民共和國種子法》，并于2004年8月重新修訂；2003年7月頒布了《農(nóng)作物種質(zhì)資源管理辦法》等。這些法律法規(guī)構(gòu)建了較完善的作物種質(zhì)資源政策法規(guī)體系，為中國作物種質(zhì)資源的有效管理和高效利用奠定了基礎(chǔ)，但隨著社會的發(fā)展，它們需要進一步完善和健全。

作物種質(zhì)資源利用現(xiàn)狀。2012年，我國科學家利用現(xiàn)代生物技術(shù)，基于500多份水稻種質(zhì)資源研制出全球首張水稻全基因組RICE6K育種芯片，并于2012年3月申請了中國專利保護，隨后又基于800多份水稻種質(zhì)資源進一步研制出SNP標記分布密度更高、基因型檢測更精準的RICE60K育種芯片，并于2013年2月提交了國際PCT申請，水稻育種芯片的成功研制和利用為準確鑒定篩選符合育種目標的基因型和種子真實性檢測提供了精準的技術(shù)平臺；中國科學家利用二倍體烏拉爾圖小麥種質(zhì)完成了普通小麥A基因組序列草圖繪制，利用粗山羊草種質(zhì)完成小麥D基因組草圖的繪制，相關(guān)研究成果均于2013年3月24日在線發(fā)表在《Nature》（自然）雜志上，這兩大進展更好地解釋了小麥成為世界上種植區(qū)域最廣的糧食作物的遺傳基礎(chǔ)，對進一步研究小麥種質(zhì)資源、小麥功能基因組、小麥進化、比較基因組學和推動栽培小麥的遺傳改良具有重要理論意義和實用價值；中國科學家通過對國內(nèi)外900多份谷子種質(zhì)資源進行全基因組低倍重測序和序列分析，在國際上率先繪制出谷子基因組單倍型物理圖譜，相關(guān)成果于2013年6月24日在線發(fā)表在《NatureGenetics》（自然-遺傳學）上，標志著我國在谷子遺傳學研究領(lǐng)域取得了重要突破，將對未來禾谷類作物的品種改良、能源作物的遺傳解析產(chǎn)生深遠影響。此外，近十年來，我國科學家利用分子育種手段所育成的一系列抗病優(yōu)質(zhì)水稻品種，實現(xiàn)了水稻產(chǎn)區(qū)的穩(wěn)糧增產(chǎn)。以上事例充分說明了我國在作物種質(zhì)資源利用方面取得了可喜的成績。

問題與不足

盡管我國科學家在作物種質(zhì)資源保護和利用中做了大量成績顯著的工作，但仍存在一些問題和不足：

首先，作物種質(zhì)資源共享平臺建設緩慢。由于國家層面缺乏作物種質(zhì)資源利益分享機制，因此資源使用者不能很方便的從保存者那里獲得資源，保存者也很難從使用者那里獲得利用情況反饋信息；而且現(xiàn)有國家和省級各級種質(zhì)資源庫保存的資源及各科研單位和高等院校從國外引進的作物種質(zhì)資源信息公開有限。這些問題的存在嚴重制約了作物種質(zhì)資源分發(fā)利用。

其次，公益性研究成果商業(yè)化應用價值較低。由于科研項目的立項目標設置和成果考核機制不夠完善，致使當前公益性機構(gòu)很多研究成果在育種上直接應用較難，使得作物種質(zhì)資源的商業(yè)價值無法快速實現(xiàn)。

再次，對作物種質(zhì)資源的深入研究不夠，評價鑒定數(shù)據(jù)空項較多，不能滿足作物種質(zhì)資源利用者的需求。目前我國科學家盡管在種質(zhì)基因型鑒定方面也開展了部分工作，但涉及的作物種類及其資源數(shù)量極其有限，對國家種質(zhì)庫保存的41萬份作物種質(zhì)資源在基因多樣性水平、新基因數(shù)量、功能和利用價值等方面缺乏系統(tǒng)、深入地研究，也就很難為育種家和基礎(chǔ)理論研究者提供針對性資源。

另外，種子企業(yè)在作物種質(zhì)資源有關(guān)工作中參與度較低。我國種子企業(yè)在作物種質(zhì)資源收集、保護、鑒定、創(chuàng)新和改良等方面進行系統(tǒng)性研究起步較晚，尤其在作物種質(zhì)資源引進和利用方面，相對于國際種業(yè)巨頭存在很大差距。

此外，由于我國大量珍貴、野生的種質(zhì)資源未得到有效保存和保護，導致很多地方品種、野生種質(zhì)資源還未來得及充分研究就消失了，造成不可挽回的損失。

由于我國大量珍貴、野生的種質(zhì)資源未得到有效保存和保護，導致很多地方品種、野生種質(zhì)資源還未來得及充分研究就消失了，造成了不可挽回的損失。

他山之石，可以攻玉——美國植物種質(zhì)資源工作相關(guān)概況

美國本土的植物種質(zhì)資源并不豐富，但美國卻是世界上植物種質(zhì)資源保存量和保存種類最大的國家之一，根據(jù)2010年《世界糧食和農(nóng)業(yè)植物遺傳資源狀況報告》報道，截止到2010年美國保存的種質(zhì)資源已超過50萬份，其中本國資源僅占16%，這說明美國在植物種質(zhì)資源引進方面成績巨大。美國在植物種質(zhì)資源保護、利用、創(chuàng)新和實現(xiàn)商業(yè)化價值方面無疑堪稱全球楷模。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，這得益于美國擁有一個運轉(zhuǎn)良好的植物種質(zhì)資源管理系統(tǒng)和種子企業(yè)有效地參與。

美國國家植物種質(zhì)資源管理系統(tǒng)承擔著植物種質(zhì)資源的國內(nèi)外考察、收集、保存、評價、編目和共享分發(fā)以及植物種質(zhì)資源的引進、交換和保護等。美國植物種質(zhì)資源信息網(wǎng)每周都要公布最新的植物種質(zhì)資源保存數(shù)量，并且該網(wǎng)的查詢結(jié)果包括：PI號、名稱、知識產(chǎn)權(quán)情況、是否可對外共享、評注、系譜等信息，科學家和需求者可以很方便地查詢到相關(guān)信息。對于可共享的植物種質(zhì)資源，申請者可直接申請獲得；有些種質(zhì)資源盡管不對外共享，但在名錄中都可查詢到相關(guān)信息，這些一般都是科研價值比較高或有知識產(chǎn)權(quán)保護的種質(zhì)材料，需要采取交換、合作研究或其他雙方約定的共享方式實現(xiàn)共享，并且要簽訂相應合同，合同中明確規(guī)定好雙方的權(quán)利義務關(guān)系；在與國外的植物種質(zhì)資源交流中，要簽訂種質(zhì)材料轉(zhuǎn)移協(xié)議。

美國共有40個作物種質(zhì)委員會支持國家植物種質(zhì)資源系統(tǒng)的運行。這些委員會代表了資源利用者群體，成員由聯(lián)邦政府、州政府和非政府部門的代表、各學科代表和不同地區(qū)的代表組成。美國植物種質(zhì)資源研究包括公益性研究、合作研究和企業(yè)自主研究三個方面。其中公益性研究的全部費用由國家提供，主要進行收集、保存、種質(zhì)擴增及鑒定、編目和共享分發(fā)等基礎(chǔ)性工作，不對種質(zhì)資源進行商業(yè)化開發(fā)，大學重點開展遺傳育種方法、基因及基因組學、生物信息學等前沿研究，種質(zhì)資源和技術(shù)成果一旦成熟，便逐步向種子企業(yè)轉(zhuǎn)移，服務于企業(yè)商業(yè)化研發(fā)，同時為企業(yè)培養(yǎng)研發(fā)人才；合作研究則由企業(yè)向科研單位提供贊助，研究成果由雙方約定，科研單位向企業(yè)提供改良或創(chuàng)新后的優(yōu)良種質(zhì)資源，由企業(yè)進行商業(yè)化育種和保護，如美國1995年由種子公司和公益研究機構(gòu)共同啟動的玉米種質(zhì)擴增（GEM）計劃，并得到國會支持，該計劃旨在從拉丁美洲引進熱帶和亞熱帶種質(zhì)資源，經(jīng)過配合力測定和遺傳評價，以半外來種質(zhì)的形式用于改進和拓寬美國玉米雜交種的種質(zhì)基礎(chǔ)；企業(yè)研究是企業(yè)自主投入科研經(jīng)費利用各種渠道獲取到的植物種質(zhì)資源通過生物技術(shù)和常規(guī)育種手段，對種質(zhì)進行深入鑒定評價、改良創(chuàng)新、測配組配和品種權(quán)保護，實現(xiàn)種質(zhì)資源的商業(yè)化價值。目前，企業(yè)已成為美國植物種質(zhì)資源創(chuàng)新利用和商業(yè)化開發(fā)的最主要力量。

美國之所以成為世界種業(yè)強國，與其擁有完善的種質(zhì)資源管理和共享利用體系，分工明確的現(xiàn)代種業(yè)創(chuàng)新體系，先進高效的商業(yè)化育種模式等是分不開的，因此造就了孟山都、先鋒等一流的跨國種業(yè)集團。

現(xiàn)階段我國作物種質(zhì)資源工作的建議

縱觀美國種質(zhì)資源工作和種業(yè)發(fā)展情況，盡管與我國種業(yè)的發(fā)展階段、基礎(chǔ)和環(huán)境不同，但仍有許多方面值得我們學習借鑒，筆者認為，我國可采取以下對策：

一是建議國家建立完善的作物種質(zhì)資源共享平臺和利益分享機制，明確資源提供者和育種者的權(quán)益分享，使作物種質(zhì)資源能夠得到充分利用。

國家投資建設完善的作物種質(zhì)資源共享平臺和信息平臺，實現(xiàn)作物種質(zhì)資源實物和信息依法向社會開放，打破原有課題組式的研究模式，避免重復研究和資源浪費，建議豐富“中國作物種質(zhì)資源信息網(wǎng)”，將全國作物種質(zhì)資源的基本信息和利用信息統(tǒng)一在此公布，方便作物種質(zhì)資源的信息查詢和共享利用；鼓勵種子企業(yè)與科研院所、高等院校聯(lián)合組建技術(shù)研發(fā)平臺和產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，共同參與作物種質(zhì)資源的鑒定評價、創(chuàng)新改良和新品種選育，在平臺中提供作物種質(zhì)資源的單位可按照資源貢獻率在最終產(chǎn)出成果中分取利益，逐步形成以企業(yè)為主體、市場為導向、資本為紐帶的利益共享、風險共擔的作物種質(zhì)資源創(chuàng)新利用模式，逐步實現(xiàn)作物種質(zhì)資源向企業(yè)轉(zhuǎn)移。根據(jù)《糧食和農(nóng)業(yè)植物遺傳資源國際條約》有關(guān)要求，一旦我國加入該條約，我國的公共作物種質(zhì)資源將被要求納入締約國多邊共享范圍，但如果該資源及時被企業(yè)研究利用，實現(xiàn)公共種質(zhì)資源向企業(yè)自有知識產(chǎn)權(quán)種質(zhì)資源的過渡，則該種質(zhì)可不納入共享范圍，這對國家來說也是資源保護的一種方式。同時，在此機制下，鼓勵科研單位、企業(yè)和個人將作物種質(zhì)資源捐贈給國家種質(zhì)庫保存，從國家戰(zhàn)略角度考慮，這是保護國家作物種質(zhì)資源安全的重要保障，這些資源在分發(fā)利用時可按照約定執(zhí)行并充分尊重捐贈者意愿。

二是鼓勵有實力的種子企業(yè)更廣泛地參與并承擔國家作物種質(zhì)資源管理的有關(guān)工作。我國種子企業(yè)在國際大環(huán)境的影響下和政府的大力支持下得到迅猛發(fā)展，從育種研發(fā)、繁育制種、營銷管理和推廣服務，我國種子企業(yè)尤其是龍頭企業(yè)擁有了“從上游技術(shù)研發(fā)、中游產(chǎn)品物化和下游價值實現(xiàn)”一套功能完整、銜接緊密、運轉(zhuǎn)高效的產(chǎn)業(yè)鏈條，企業(yè)通過這個產(chǎn)業(yè)鏈將潛在的科技創(chuàng)新理念轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實的商業(yè)市場價值，實現(xiàn)利潤最大化。企業(yè)逐步成為實現(xiàn)作物種質(zhì)資源商業(yè)價值的主體，有需求也有能力參與國家作物種質(zhì)資源管理工作，比如企業(yè)可承擔保護、繁種、深入評價和創(chuàng)新等工作。國家應鼓勵種子企業(yè)建設作物種質(zhì)資源庫，妥善保存企業(yè)在用的作物種質(zhì)資源；鼓勵具有完備作物種質(zhì)資源管理體系的、國家重點支持的龍頭種子企業(yè)廣泛參與國家作物種質(zhì)資源管理活動，具體辦法由國務院相關(guān)行政主管部門規(guī)定。

三是鼓勵企業(yè)大量引進國外優(yōu)良作物種質(zhì)資源，并在法律法規(guī)和政策上給予支持和優(yōu)惠，明確企業(yè)自主引進的作物種質(zhì)資源歸企業(yè)所有，并對企業(yè)利用引進作物種質(zhì)資源產(chǎn)出的各類研究成果，國家應依法保護其合法權(quán)益。例如，我國種子企業(yè)可采取去國外建設育種站、和國外企業(yè)進行合作育種等方式引進國外優(yōu)良的作物種質(zhì)資源、先進育種制種技術(shù)為我所用，提升我國的商業(yè)化育種水平。

四是建議國家逐步完善科研院所和高等院校育種科研機制，規(guī)范種業(yè)科研項目立項與成果考核機制。國家可在設立種業(yè)科研項目的同時，設立優(yōu)良作物種質(zhì)資源或品種產(chǎn)出目標和考核標準，同時可規(guī)定，項目產(chǎn)出成果統(tǒng)一在國家指定的交易平臺拍賣或銷售，鼓勵企業(yè)充分利用公益性研究成果，這樣既可逐步引導公益機構(gòu)和種子企業(yè)的深入合作，促進優(yōu)良作物種質(zhì)資源向企業(yè)流動，又能充分發(fā)揮種子企業(yè)在商業(yè)化育種、成果轉(zhuǎn)化與應用等方面的主導作用，推進有實力的“育繁推一體化”種子企業(yè)做大做強。

五是國家應加強作物種質(zhì)資源基礎(chǔ)性公益性研究。持續(xù)并提高作物種質(zhì)資源公益性研究的經(jīng)費支持，開展作物種質(zhì)資源保護、繁種、鑒定、深度評價和重要功能基因發(fā)掘，尤其是對地方種質(zhì)和野生種質(zhì)的保護和研究，這些作物種質(zhì)資源具有豐富的遺傳多樣性，并帶有許多重要經(jīng)濟性狀的優(yōu)異基因，可拓寬現(xiàn)有栽培作物的遺傳基礎(chǔ)。

六是加強作物種質(zhì)資源人才隊伍建設。作物種質(zhì)資源工作是一項長期的、基礎(chǔ)性、出成果較難的工作。科研單位應提高作物種質(zhì)資源研究人員的經(jīng)費和待遇，以穩(wěn)定科研隊伍，保證作物種質(zhì)資源公益性工作的延續(xù)性；大學應加強種質(zhì)資源和育種科研人才的培養(yǎng)，為社會和企業(yè)源源不斷的輸送專業(yè)技術(shù)人才；企業(yè)應成立作物種質(zhì)資源管理團隊，承擔作物種質(zhì)資源的收集、保存、繁種、鑒定評價、共享利用等工作，并制定行之有效的管理辦法和科研獎勵機制，明確科研成果權(quán)益分配原則，以鼓勵作物種質(zhì)資源創(chuàng)新和改良，推進育種材料規(guī)?；瘎?chuàng)制與利用，全面提升企業(yè)科技創(chuàng)新能力。

七是加強全民保護意識，嚴控作物種質(zhì)資源對外流失，尤其是杜絕以借考察、參觀之名，惡意獵取我國作物種質(zhì)資源的現(xiàn)象發(fā)生。農(nóng)業(yè)主管部門、海關(guān)、出入境檢驗檢疫局等部門全力配合，嚴控作物種質(zhì)資源的對外出口，尤其是中國特有作物種質(zhì)資源的出口。