王立浩,方智遠,杜永臣,徐東輝,張揚勇,楊麗梅,龔一帆,劉富中,莊飛云
(中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所,北京100081)
我國蔬菜種業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究
王立浩,方智遠,杜永臣,徐東輝,張揚勇,楊麗梅,龔一帆,劉富中,莊飛云
(中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所,北京100081)
我國是世界第一大蔬菜生產(chǎn)國與消費國,蔬菜種業(yè)是確?,F(xiàn)代蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展和蔬菜周年均衡供應的重要物質(zhì)基礎。實現(xiàn)蔬菜種業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要靠科技創(chuàng)新。我國蔬菜種業(yè)發(fā)展進入了一個關(guān)鍵的時期。本文分析了我國蔬菜種業(yè)與種業(yè)科技的現(xiàn)狀,對比了國外蔬菜種業(yè)發(fā)展的情況,針對我國蔬菜種業(yè)的主要問題,提出了我國蔬菜種業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略、目標、任務、保障措施和政策建議。
蔬菜種業(yè);科技;發(fā)展戰(zhàn)略
DOI 10.15302/J-SSCAE-2016.01.015
我國是世界第一大蔬菜生產(chǎn)國與消費國,根據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計,2014年我國蔬菜播種面積為3.19×108畝(1畝≈666.67 m2),總產(chǎn)量約為7.58×108t,分別占世界的41.69 %和51.13 %;產(chǎn)值約為1.3萬億元,超過糧食在農(nóng)作物中占第一位;蔬菜出口量為9.761×106t,出口額為125億美元,貿(mào)易順差為119.9億美元,也在農(nóng)作物中占第一位。蔬菜產(chǎn)業(yè)復種指數(shù)高,經(jīng)濟效益好,估計全國約有9 000萬人直接從事蔬菜生產(chǎn),蔬菜產(chǎn)業(yè)在農(nóng)民人均年收入中的貢獻約為1 000元,因此蔬菜產(chǎn)業(yè)成為我國廣大
地區(qū)農(nóng)民增收、農(nóng)村發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有不可替代的作用。
根據(jù)《全國蔬菜產(chǎn)業(yè)規(guī)劃(2011—2020)》,隨著人口的持續(xù)增加(2020年比2010年增加1億人口)和人均消費量的提高,到2020年我國蔬菜消費總量將比2010年增加約9.0×107t,但是蔬菜面積基本穩(wěn)定在3.1×108畝,消費總需求要靠提高單產(chǎn)(年遞增1 %)、降低損耗(年降低1 %)來解決[1]。發(fā)展蔬菜產(chǎn)業(yè)需要走穩(wěn)面積、提單產(chǎn)、降損耗、增效益的道路。實現(xiàn)蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展要靠科技創(chuàng)新,目前科技貢獻率約為55 %,育種在諸多的科技因素中約占40 %。蔬菜種業(yè)是現(xiàn)代蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展、確保我國蔬菜周年均衡供應的重要物質(zhì)基礎。
改革開放30多年以來,我國蔬菜種業(yè)取得了巨大成就。我國蔬菜育種形成了比較完整的技術(shù)體系,本國蔬菜品種占有全國約80 %的播種面積,每年新審(鑒、認)定的品種超過300個。主要產(chǎn)區(qū)主要蔬菜的良種覆蓋率達到90 %以上。蔬菜種業(yè)企業(yè)發(fā)展很快,近20年來我國注冊的從事蔬菜種子經(jīng)營的企業(yè)超過5 000家。我國每年蔬菜用種量在4×104~5×104t,市場總值超過120億元。預測到2020年蔬菜種子市場總值將達到160億元。
現(xiàn)在我國蔬菜種業(yè)發(fā)展進入了一個關(guān)鍵的時期,面臨著與國際種業(yè)巨頭的競爭和國內(nèi)種業(yè)體制改革的雙重挑戰(zhàn)。一方面,大量國外蔬菜種業(yè)企業(yè)進入我國,2013年進口蔬菜種子量達1.155×104t[2],一些蔬菜作物如設施栽培的茄果類蔬菜、春白菜、春蘿卜、洋蔥、胡蘿卜、耐寒甘藍等國外品種占有較高的比例。另一方面,按照國務院2011年“8號文件”精神,要求科研單位2015年年底前退出商業(yè)化育種,在這種情況下,中國工程院立項進行我國蔬菜種業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究。
本文的目的在于摸清我國蔬菜種業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、主要成就、存在問題,借鑒國外蔬菜種業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗,提出到2030年我國蔬菜種業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略、目標、任務及政策建議,供有關(guān)部門領導在制定種業(yè)相關(guān)政策時參考。
(一)蔬菜種業(yè)科技現(xiàn)狀
我國是世界上蔬菜種子生產(chǎn)和消費大國,歷經(jīng)幾代專家數(shù)十載,迄今,在蔬菜種業(yè)科技領域取得了巨大成就??蒲袉挝挥N體系比較完整,技術(shù)力量雄厚。目前國內(nèi)從事蔬菜育種及相關(guān)研究的人員大多集中在科研院所,少量分布在民營企業(yè)??蒲性核谑卟朔N質(zhì)資源創(chuàng)新、育種技術(shù)創(chuàng)新以及品種選育上占據(jù)優(yōu)勢,民營企業(yè)在良種繁制、市場開發(fā)方面占據(jù)優(yōu)勢地位。
1.科研機構(gòu)、人員、平臺
我國從事蔬菜育種研究的科研、教學單位有179個,其中科研單位143個(國家級1個、省級33個、地市級109個),高等院校36個;從事育種的科技人員共有2 046 人,具有高級職稱的有988 人(約占48.3 %)[3]??蒲杏N人員多于30人以上的有中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所等12個單位,少于10人的有新疆農(nóng)業(yè)科學院園藝作物研究所等6個單位[3]。從育種作物種類上看,從事番茄、辣椒等茄果類蔬菜育種工作的單位比較多,黃瓜、西瓜、甜瓜等瓜類蔬菜次之,從事菠菜、芹菜、萵苣、芥菜、菜薹(心)、菜用大豆等一些特色蔬菜作物育種工作的單位少,僅為1~3個。我國蔬菜育種機構(gòu)在作物上的分布是不均衡的,一些蔬菜作物(如胡蘿卜、菠菜、洋蔥等)育種工作有巨大的發(fā)展?jié)摿?。我國蔬菜育種領域相關(guān)科研平臺有47個[3]。
2.蔬菜種業(yè)科技主要成果
我國蔬菜種質(zhì)資源豐富,目前國家種質(zhì)庫、種質(zhì)圃已搜集、保存屬于27科、67屬、130多個種的蔬菜種質(zhì)資源3.6萬余份[4]。一批優(yōu)異的地方種質(zhì)資源被發(fā)掘利用,如福山包頭、石特、小青口等大白菜;黑葉小平頭、金早生、北京早熟、雞心等甘藍;唐山秋瓜、長春密刺等黃瓜;河西牛角椒、耐濕椒、伏地尖、上海茄門等辣椒。通過提純復壯等常規(guī)育種遺傳改良,在生產(chǎn)上進行了大面積推廣應用,形成了地方特有的品牌,為我國蔬菜產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代蔬菜育種奠定了重要基礎[4]。同時,通過多種途徑引進了一批國外優(yōu)異種質(zhì),如甘藍、白菜Ogura蘿卜胞質(zhì)雄性不育材料;抗病毒病的番茄抗源瑪拉佩爾;耐低溫性好的歐洲型黃瓜;優(yōu)異種質(zhì)保加利亞尖椒、奧地利7714等,它們或其衍生系成為我國部分重要蔬菜優(yōu)良品種的親本[4]。另外,通過漸滲途徑從野生黃瓜、野生番茄中挖掘出了抗根結(jié)線蟲、抗鹽、抗旱以及高β-胡蘿卜素的基因[4]。
我國大白菜、甘藍、辣椒、番茄、黃瓜等主要蔬菜應用的品種50 %~90 %為F1品種,開展雜種
優(yōu)勢育種的蔬菜作物種類已達32個[4]。我國蔬菜育種于20世紀50年代起步,在改革開放后進入了快速發(fā)展時期。通過技術(shù)跟蹤、引進和創(chuàng)新,我國已經(jīng)建立比較完整的蔬菜育種技術(shù)體系,并在一些領域進入了世界先進行列。我國從“六五”開始將蔬菜育種列入國家科技攻關(guān)計劃。鑒于許多蔬菜具有顯著的雜種優(yōu)勢,我國從20世紀70年代開展雜種優(yōu)勢育種,至今雜種優(yōu)勢育種已成為蔬菜作物育種的主要方法和途徑。雜種優(yōu)勢育種制種技術(shù)途徑及應用基礎理論研究也取得了突破性進展,在大白菜顯性核基因互作雄性不育系、蘿卜核–胞質(zhì)不育系、甘藍顯性核基因雄性不育系選育的遺傳機制研究及利用為我國特有,達到國際先進水平;辣(甜)椒雄性不育系、保持系、恢復系三系配套研究;黃瓜、節(jié)瓜雌性系選育與利用等均取得了重要進展[4]。
抗病育種成效顯著。通過30余年科研協(xié)作攻關(guān),我國主要蔬菜作物上主要病害的病原群分布、生理小種或病毒株系基本明確,建立了30多種病害的人工接種鑒定技術(shù)。目前,生產(chǎn)上的主栽品種一般可抗2~3種病害,一些茄果類、瓜類品種可抗4種以上病害。對于保障蔬菜生產(chǎn)、減少農(nóng)藥用量、提高產(chǎn)品安全質(zhì)量起到了積極作用。
育種技術(shù)得到快速發(fā)展,分子育種技術(shù)日益完善。綜合來看,我國蔬菜分子標記輔助選擇育種日臻成熟:近些年來,國內(nèi)自主開發(fā)了與控制重要園藝性狀基因緊密連鎖的分子標記。分子輔助選擇(MAS)育種技術(shù)已逐漸成為蔬菜育種的重要手段,白菜抗根腫病和病毒病,番茄黃化曲葉(TY)病毒、番茄花葉病毒(ToMV)、枯萎病、斑萎病和根結(jié)線蟲病,西葫蘆抗病毒病和白粉病,黃瓜抗黑星病和枯萎病,甘藍抗枯萎病等抗病基因的分子標記已實際應用于蔬菜育種。分子標記的種類由第一代的隨機擴增多態(tài)性脫氧核糖核酸 (RAPD)、限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)等轉(zhuǎn)向第二代序列特征化擴增區(qū)域(SCAR)、簡單序列重復標記(SSR)等,也正在向單核苷酸多態(tài)性(SNP)和插入缺失標記(InDel)等第三代分子標記進步;自動化、規(guī)模化、高通量、低成本的標記檢測方法將得到廣泛應用;分子育種的目標性狀從單基因篩選向多基因聚合轉(zhuǎn)變。
細胞工程育種技術(shù)應用日益廣泛。以十字花科小孢子培養(yǎng)、瓜類大孢子培養(yǎng)和甜辣椒的花藥培養(yǎng)為代表的單倍體育種技術(shù)得以迅速發(fā)展,并可以大規(guī)模應用到育種中,大大縮短了自交系的培育時間。另外,通過原生質(zhì)體培養(yǎng)、體細胞融合和細胞雜交等細胞工程育種技術(shù),與分子標記選擇相結(jié)合,加速育種材料純合進度,提高新種質(zhì)資源創(chuàng)制效率。
基因組學的發(fā)展為全基因組選擇育種奠定了基礎。在蔬菜育種面臨強大國際競爭的形勢下,2009年我國科學家主持完成了黃瓜——世界上第一個蔬菜作物全基因組的測序和分析。此后,我國又陸續(xù)完成了白菜、西瓜、甘藍、馬鈴薯和辣椒等全基因組測序和近千份蔬菜資源的重測序,這給全基因組分子育種和重要經(jīng)濟性狀基因的克隆帶來了極大的便利,使得我國占據(jù)了蔬菜基因組學領域的制高點。中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所、北京市農(nóng)林科學院蔬菜研究中心等都有條件開展大規(guī)模的分子標記輔助育種研究,并在白菜、甘藍、番茄、甜辣椒、西瓜、西葫蘆、黃瓜等眾多蔬菜作物的全基因組選擇方面具有很好的技術(shù)儲備。
主要蔬菜新品種選育成就較大。據(jù)統(tǒng)計,1978—2013年我國審定(認定、鑒定、登記)的新品種為5 234個(見表1),其中,雜交種4 152個,占79.28 %[4]。雜交種的應用比例呈現(xiàn)逐年上升趨勢,在20 世紀70、80、90 年代分別為60 %、70 %、80 % 左右[4]。近年來新育成的品種80 %以上為雜交一代。以上審定、認定或登記的品種中,辣椒位居第1 位(803個),依次為西瓜(787個)、大白菜(563個)、番茄(498個)、黃瓜(331個)、甘藍(211個)等,這表明我國蔬菜育種的主要力量和優(yōu)勢集中在十字花科、茄科和葫蘆科作物上。但是,仍有一些在我國蔬菜生產(chǎn)中占據(jù)重要地位的作物品種數(shù)量太少,如胡蘿卜(23個)、洋蔥(28個)、芹菜(42個)等[4]。1978年以來主要蔬菜作物新品種已經(jīng)更新?lián)Q代3~4次。雖然目前國外蔬菜品種在一些種類上占有的比例較大,但是就全國蔬菜生產(chǎn)整體來講,80 %以上播種面積依然是國內(nèi)品種[4]。十字花科作物中,我國在秋大白菜、早熟甘藍、秋蘿卜、各種芥菜、菜薹(心)的育種上有較強的優(yōu)勢。茄科作物中,露地辣椒、早熟甜椒、粉果番茄、露地茄子、鮮食用的馬鈴薯等育種有優(yōu)勢,葫蘆科作物中,在密刺黃瓜、大中型西瓜、中國南瓜、苦瓜、冬瓜、絲瓜等作物育種上有較強的優(yōu)勢。近年來,在原來國有品種比例較低的蔬菜作物中,如設施紅
果番茄、彩椒、西葫蘆、白蘿卜、春白菜、娃娃菜、菠菜、胡蘿卜、洋蔥等國有品種育種發(fā)展較快,都有可與國外品種媲美的品種。
表1 我國各種蔬菜作物1978—2013年審(認)定、登記、鑒定品種情況[4]
(二)國內(nèi)企業(yè)情況
我國2014年有種子企業(yè)6 500多家,其中蔬菜種子企業(yè)約5 000家。據(jù)中國種子協(xié)會“2014 年中國蔬菜種業(yè)信譽骨干企業(yè)”評比結(jié)果,前15 強市場占有率不到10 %。國內(nèi)種子企業(yè)總體表現(xiàn)為規(guī)模小、資源分散、實力不強。
我國蔬菜種子企業(yè)可分為農(nóng)業(yè)科研院校(所)背景的蔬菜種業(yè)企業(yè)、民營育種型蔬菜種業(yè)企業(yè)和代理經(jīng)營型種業(yè)企業(yè)。農(nóng)業(yè)科研院校(所)背景的蔬菜種業(yè)企業(yè)技術(shù)上有科研單位作為依靠,育種實力強,品種數(shù)量多,但運行機制不靈活,目前營業(yè)額最多的已達1億元左右,營業(yè)額在2 000萬~5 000萬的不到10家[5]。這類企業(yè)正面臨著與科研院所 “事企脫鉤”分類改革的過渡、動蕩時期。民營企業(yè)大部分規(guī)模很小,一批企業(yè)正在快速成長。目前,育種型企業(yè)年銷售額在5 000 萬左右的有5~8 家,如汕頭市金韓種業(yè)有限公司、青州市華盛農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司、天津德瑞特種業(yè)有限公司等;年銷售額在2 000萬~3 000 萬元的有10 多家[5]。多數(shù)的育種型企業(yè)開展育種研究的作物種類比較集中,專注幾種甚至是一兩種作物,如天津德瑞特種業(yè)有限公司有60個人,主要做黃瓜育種;西安金鵬種苗有限公司,主要進行番茄育種[5]。這些種子企業(yè)有自己的育種團隊。
代理型企業(yè)會選擇信譽高、有實力的國內(nèi)外種子公司或科研單位合作,代理國內(nèi)外的優(yōu)勢產(chǎn)品[5]。代理型企業(yè)團隊善于抓住機會,營銷能力強,能夠?qū)⒆约旱膬?yōu)勢和品種享有單位的優(yōu)勢相匹配,如廣州市興田種子有限公司代理國外菠菜和甜椒種子,北京華耐農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司代理中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所的甘藍種子,北京澤農(nóng)偉業(yè)農(nóng)業(yè)科技有限公司也是番茄種子代理銷售公司[5]。
(三)我國蔬菜種業(yè)發(fā)展趨勢
1.蔬菜種質(zhì)資源將愈來愈得到重視
未來種業(yè)的競爭,首先是種質(zhì)資源的競爭。我國會進一步加強對國外種質(zhì)資源的收集、引進,對國內(nèi)蔬菜種質(zhì)資源的補充收集,特別是擴大遺傳背景的種間資源和特殊資源研究;加強種質(zhì)資源的保存和保護;利用基因組學和代謝組學挖掘基因和種質(zhì)精準評價,創(chuàng)新、挖掘優(yōu)異種質(zhì)。
2.生物技術(shù)在蔬菜育種材料創(chuàng)制中將起到更大作用
隨著黃瓜、白菜、番茄、西瓜、甘藍、辣椒的全基因組序列相繼問世,基于測序信息開發(fā)了全基因組的簡單序列重復標記、插入缺失標記和單核苷酸多態(tài)性標記,獲得了一批與主要蔬菜作物抗病、品質(zhì)、產(chǎn)量、抗逆、雄性不育等重要性狀緊密連鎖的分子標記,提高了分子標記輔助篩選的成功率,利用該方法快速聚合優(yōu)異基因已經(jīng)能夠真正地用于種質(zhì)創(chuàng)新的實踐。綜合來看,我國蔬菜分子標記輔助選擇育種研究呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢:一是實用好、選擇效率高的單核苷酸多態(tài)性和插入缺失標記等第三代分子標記逐步成為分子育種的主要標記工具;二是自動化、規(guī)?;?、高通量、低成本的標記檢測方法將得到廣泛應用;三是分子育種的目標性狀從簡單的質(zhì)量性狀向復雜的數(shù)量性狀過渡,從單基因篩選向多基因聚合轉(zhuǎn)變;四是在利用前景選擇分子標記育種的同時,背景選擇標記系統(tǒng)研發(fā)正在逐漸深入開展,蔬菜全基因組分子設計育種成為育種技術(shù)發(fā)展的必然。通過系統(tǒng)的表型和基因型精準鑒定,挖掘優(yōu)異種質(zhì)同時集成傳統(tǒng)和現(xiàn)代新技術(shù),借鑒多方參與式新體系開展種質(zhì)創(chuàng)新研究,是在該領域取得突破的關(guān)鍵。建立機械化、簡約化、規(guī)?;土鞒袒碾p單倍體(DH)育種技術(shù)平臺和適應商業(yè)化育種的育種信息管理與分析系統(tǒng),已成為當前蔬菜育種的發(fā)展趨勢。單倍體培養(yǎng)和體細胞雜交技術(shù)也
將成為重要的育種手段??衫眠h緣雜交或非對稱性體細胞雜交等技術(shù)獲得優(yōu)異基因漸滲系,創(chuàng)制優(yōu)異育種材料;以及建立突變?nèi)后w篩選獲得具有豐富遺傳多樣性的新種質(zhì)。
3.育種目標多元化
我國蔬菜生產(chǎn)和消費市場的需求特點決定了我國蔬菜品種選育的特定目標。與國外蔬菜育種相比,我國蔬菜育種的目標更加多元化。一是在注重豐產(chǎn)性、對多種病害,特別是新流行的病害的抗性同時,要在產(chǎn)品的商品品質(zhì)上繼續(xù)下工夫,爭取更大的突破。二是加強專用品種的選育,包括溫室專用品種,大棚專用品種,加工專用品種,以及功能性專用品種等。三是提高品種的廣適性和資源利用率。凡是生命力強的品種都具有較強的廣適性。要選育對不同生態(tài)環(huán)境適應能力強的品種,要研究省水、省肥品種的選育。四是選育適合機械化作業(yè)的品種,適合機械化定值、機械化收獲。五是開展管理省工的品種選育研究。例如,選育節(jié)間短、側(cè)枝少的番茄、黃瓜品種等。再有,就是要關(guān)注一些我國特有的優(yōu)良傳統(tǒng)品種的改良。由于我國蔬菜生產(chǎn)區(qū)域、生產(chǎn)方式、消費需求等各方面的多樣化及不可確定性,育種目標需要及時與市場對接,通過豐富的種質(zhì)資源和品種優(yōu)異性狀的創(chuàng)新來適應和引領市場。
4.蔬菜種業(yè)走向分工和合作
在我國種業(yè)運行模式上,目前科研院所和大學仍是蔬菜育種的主體,多數(shù)民營企業(yè)是繁育種子和銷售種子的主體,或只是銷售種子的主體。與發(fā)達國家種業(yè)體系和商業(yè)化育種模式相比,我國種業(yè)體系還存在科研分工不夠合理,缺乏有效的科企合作機制;種業(yè)支撐條件薄弱;種業(yè)知識產(chǎn)權(quán)鑒定、評價、保護體系和成果轉(zhuǎn)化機制不夠健全;種業(yè)投入渠道較少,投融資機制尚未成熟;種業(yè)服務體系不完善等不足。隨著國家層面對于蔬菜種業(yè)的重視,隨著《全國現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》等一系列相關(guān)文件的出臺,將進一步明確科研院所和高等院校是蔬菜種業(yè)基礎性公益性研究的主體,企業(yè)是未來商業(yè)化育種的主體。
(一)蔬菜種業(yè)科技現(xiàn)狀
1.科研機構(gòu)、人員、平臺
西方發(fā)達國家科研單位、大學、種子企業(yè)分工明確。大學主要從事種業(yè)基礎研究,如美國的康奈爾大學、威斯康辛大學、馬里蘭大學,荷蘭的瓦赫寧根大學、韓國的首爾大學等。也受公司的委托做育種技術(shù)和種質(zhì)創(chuàng)新。公立科研單位,主要做應用基礎性研究、種質(zhì)創(chuàng)新及生物技術(shù)研究,如美國農(nóng)業(yè)部蔬菜實驗室、法國農(nóng)科院、日本野菜試驗站、韓國農(nóng)業(yè)部園藝研究所等,也受公司委托做些育種研究。種子企業(yè)主要做商業(yè)化育種,包括育種技術(shù)、種質(zhì)創(chuàng)新、品種培育推廣等。
美國農(nóng)業(yè)部所屬試驗站等公立科研機構(gòu)主要從事種質(zhì)資源收集、保存及鑒定、資源創(chuàng)新等相對基礎性、公益性的工作;大學重點開展遺傳育種基礎理論、育種方法等前沿研究,同時為種子行業(yè)培養(yǎng)研發(fā)人才。研究所和大學關(guān)于育種材料和育種技術(shù)成果一旦成熟,便轉(zhuǎn)向種子企業(yè)的商業(yè)化開發(fā)和推廣。
法國的基礎科研工作在大學和研究所,除了巴黎大學、里昂大學、蒙特利埃大學等開展農(nóng)業(yè)相關(guān)的基礎研究以外,法國農(nóng)業(yè)科學院是全球?qū)嵙軓姷霓r(nóng)業(yè)科學院,主要開展農(nóng)業(yè)應用基礎研究,同產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密。法國農(nóng)業(yè)科學研究院的經(jīng)費收入主要來自國家政府的撥款,2010 年公布的年度經(jīng)費為8.139 億歐元,其中約9 %的經(jīng)費來自法國國家教育研究與技術(shù)部, 14.8 %來自于研究合同經(jīng)費,6.2 %來自成果轉(zhuǎn)化。人力資源:在生命科學、材料科學、人類科學有1 837名科學家,2 590名工程師,4 061名技師和行政管理人員,還有大約2 000名博士生和1 800名外國學生或訪問學者。在蔬菜種業(yè)方面的研究主要圍繞資源的收集、保存、評價,基因挖掘,重要遺傳機理的研究,種質(zhì)創(chuàng)新等??萍紝r(nóng)業(yè)發(fā)展的推動力在50 %以上。
企業(yè)里的科研團隊主要進行以商業(yè)為目的的品種培育等相關(guān)科研工作,與產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密,每年科技投入占公司利潤的10 %~20 %。如孟山都公司近年來一直維持著高額的研發(fā)投入,且逐年穩(wěn)步上升,每年度的研發(fā)投入均占總銷售額的10 % 左右。2014 年,孟山都公司投入17.2億美元,正在進行的主要研發(fā)項目有20 余項,其中轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)有17項(蔬菜含3項:辣椒疫霉病抗性技術(shù)、番茄青枯病抗性技術(shù)、萵苣霜霉病抗性技術(shù))。孟山都公司近年來還致力于新型農(nóng)業(yè)領域的研究,強勢啟動了數(shù)據(jù)化規(guī)范種植和農(nóng)場管理系統(tǒng)的研發(fā)。孟山都公司還在2012 年與奧尼蘭姆(Alnylam) 生物技
術(shù)公司結(jié)成了戰(zhàn)略聯(lián)盟,引入了后者的核酸干擾技術(shù)進行多種生物防治技術(shù)的開發(fā)。
國外一些國家,如俄羅斯及印度等,種業(yè)科研機構(gòu)分工不明確,大學、研究所、企業(yè)同時進行育種研究。
2.蔬菜種業(yè)科技研究現(xiàn)狀
隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展,國外蔬菜育種進入了一個新的發(fā)展階段。在分子育種技術(shù)方面,由單個目標基因標記技術(shù)向多個目標基因同時標記篩選發(fā)展,由單純前景性狀標記向基于全基因組的前景與背景性狀同時標記選擇發(fā)展。目前,國外大型育種公司都在積極建立分子育種的自動化分析體系,包括自動化脫氧核糖核酸提取技術(shù)、自動化聚合酶鏈式反應體系構(gòu)建技術(shù)、自動化高通量電泳分析技術(shù)、自動化單核苷酸多態(tài)性檢測技術(shù)等。利用這些技術(shù)構(gòu)建的分子標記輔助育種流水線及對其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行整合分析的育種系統(tǒng),已成為國際上許多跨國公司分子育種的重要平臺。
在細胞育種技術(shù)方面,以游離小孢子培養(yǎng)、大孢子培養(yǎng)和花藥培養(yǎng)為主要手段,向大規(guī)模、高通量、流程化生產(chǎn)雙單倍體群體的方向發(fā)展。目前全世界有250多個作物物種應用了單倍體育種,其中包括了十多種蔬菜作物。孟山都公司、先正達公司、瑞克斯旺種子有限公司等已經(jīng)把它作為白菜、甘藍、黃瓜、辣椒等蔬菜作物育種的重要方法。
在資源創(chuàng)新方面,通過分子輔助技術(shù)和染色體操作技術(shù)向深度挖掘利用近緣、野生資源方向發(fā)展。如歐美國家在野生番茄優(yōu)異基因資源挖掘的基礎上,研究采用聚合改良輪回選擇、高世代回交等方法,輔助分子標記進行番茄等種質(zhì)的改良,獲得了一系列含有關(guān)鍵基因的優(yōu)異育種材料。
在育種目標上,更加重視對環(huán)境廣適性、適宜不同用途的專用性、對多種病害的復合抗性,以及商品品質(zhì)。例如,培育耐抽薹的大白菜、蘿卜、適合溫室長季節(jié)栽培的番茄、甜椒、茄子、抗多種病害的番茄、速生的菠菜、黃皮洋蔥等品種。
(二) 國外蔬菜種業(yè)企業(yè)
1.全球主要的蔬菜種業(yè)企業(yè)
從業(yè)績來看,全球十大蔬菜種子公司依次為孟山都公司(美國)、利瑪格蘭股份有限公司(法國)、先正達公司(瑞士)、拜耳公司(德國)、瑞克斯旺種子有限公司(荷蘭)、坂田種子公司(日本)、瀧井種苗株式會社(日本)、安沙公司(荷蘭)、必久種子有限公司(荷蘭)、東西方公司(荷蘭),前三位年全球業(yè)績分別達到8.51億美元、6.31億美元和5.79億美元[6]。全球主要的蔬菜種子公司主要可以分為兩類:一類是以資本運作為主體的跨國企業(yè),代表企業(yè)如孟山都公司、先正達公司等;另一類是家族性種子企業(yè),代表企業(yè)如坂田種子公司、安莎公司等。
2.國外種業(yè)發(fā)展歷程
歐美發(fā)達國家種業(yè)有 200 多年的歷史。在美國,最早的一家經(jīng)營蔬菜種子的公司成立于18 世紀末期的費城,到 1850 年發(fā)展到種子公司 40 多家。將雜交優(yōu)勢利用于農(nóng)作物育種,華萊士于1926 年創(chuàng)辦了世界第一家經(jīng)營雜交種子的公司(雜交玉米,先鋒公司前身)[7]。隨后,隨著美國植物新品種保護權(quán)相關(guān)法律的健全和執(zhí)法力度的加強,很多種子公司開始主動增加育種投資,種業(yè)企業(yè)多次兼并擴張,在整體科學技術(shù)發(fā)展的帶動下,種業(yè)技術(shù)進步和發(fā)展很快,種業(yè)市場不斷增值和擴大,同時出現(xiàn)了新一輪整合并購,從而擁有了雄厚的實力,形成了杜邦先鋒、 孟山都、先正達等一批跨國種業(yè)集團和寡頭[7]。目前美國種子企業(yè)有 500 多家,孟山都、先正達等前幾位跨國公司在美國的種子市場份額在75 % 左右,從事專業(yè)化經(jīng)營的小公司以其專業(yè)化、個性化、差異化優(yōu)勢,占有 25 % 的市場份額[7]。
歐洲種子企業(yè)也有悠久的歷史。例如荷蘭的必久種子公司的前身是1899年Jacob Jong成立一家種子公司和1912年Cor Beemsterboer成立一家種子公司,兩公司于1978年合并,產(chǎn)生了必久公司。荷蘭紐內(nèi)姆種子公司的歷史可以追溯到1916年,公司的先導者和科學家們在荷蘭一個叫紐內(nèi)姆的小村莊成立了該公司。荷蘭瑞克斯旺種子公司創(chuàng)建于1924年,專業(yè)從事蔬菜育種、種子生產(chǎn)和銷售,總部設在荷蘭的德力爾。馬恩河(Marne)甘藍育種試驗場是瑞克斯旺公司下屬的一個子公司,主要從事結(jié)球甘藍的育種,成立于1939年,目前該公司已經(jīng)育成了40多個甘藍品種在全世界推廣。此外,利瑪格蘭于1942年在法國奧弗涅地區(qū)成立,后來發(fā)展成為世界第二大跨國種子企業(yè)。
3.種業(yè)企業(yè)內(nèi)部分工和研發(fā)投入
國外現(xiàn)代種業(yè)企業(yè)內(nèi)部分工明確。如員工在育種材料創(chuàng)制、組合配制、品種示范、新品種繁育等環(huán)節(jié)有明確的分工。其主要優(yōu)點是:機制完備,公司掌控完整信息鏈,個人影響較小,因此由于人員
流動引起的工作內(nèi)容損失會減低;但同時帶來的影響是由于部門和鏈條的原因,個人很難獲得一個縱向的一手信息。
對于研發(fā)投入,以美國為例,20世紀70 年代以前,種業(yè)企業(yè)總體以中小企業(yè)、家庭型公司為主,經(jīng)營規(guī)模小,實力較弱,同時由于良好的品種保護環(huán)境尚未形成,企業(yè)缺乏大規(guī)模投資育種研發(fā)。隨著美國品種保護法律法規(guī)和執(zhí)法程序等知識產(chǎn)權(quán)保護體系的建立,極大地激勵了企業(yè)對于研發(fā)和創(chuàng)新的投資行為。從20世紀70年代到90年代,私人企業(yè)育種研發(fā)投入增長220 %以上,自1976年開始超過公共機構(gòu)研究投入,占美國種業(yè)研發(fā)投入的60 %以上[6]。
4.主要法律制度和政策保障
國外知識產(chǎn)權(quán)保護意識建立較早:在美國,第一部有關(guān)種業(yè)的重要的綜合性法律是頒布于1939 年的《聯(lián)邦種子法(FSA)》,在此基礎上進行了多次修訂。國外知識產(chǎn)權(quán)保護法律較健全:各州根據(jù)《聯(lián)邦種子法》頒布了系列地方種子法規(guī),對農(nóng)作物和蔬菜種子的種子標準、種子包裝、進出口等做出明確規(guī)定。此外,聯(lián)邦政府于1930年頒布《植物專利法(PPA)》,規(guī)定了植物品種的專利保護;1952年《普通專利法案》將普通專利權(quán)擴展到種業(yè)的領域;1970年頒布《植物品種保護法案(PVPA)》,對植物新品種實行品種權(quán)保護;建立了美國植物新品種保護的三大基石[7]。國外知識產(chǎn)權(quán)保護執(zhí)法嚴明:一些法律法規(guī)規(guī)定了執(zhí)法范圍和程序,如《聯(lián)邦種子法實施條例》《聯(lián)邦種子法標簽條例的執(zhí)行辦法》等。執(zhí)法單位——種子管理體系分政府管理(國家聯(lián)邦政府和州政府兩級管理)和行業(yè)管理兩類。聯(lián)邦政府依法行使種子管理,執(zhí)行機構(gòu)有農(nóng)業(yè)部下屬的農(nóng)產(chǎn)品市場服務局(AMS)、動植物檢驗局(APHIS)等,農(nóng)產(chǎn)品市場服務局負責種子新品種保護、種質(zhì)基因保存、種子認證、品種名錄、出口和洲際貿(mào)易質(zhì)量檢驗等;動植物檢驗局負責作物種子檢疫[7]。行業(yè)管理主要是農(nóng)民等各行業(yè)組織的協(xié)會[7]。以上法律制度組成了美國良好的知識產(chǎn)權(quán)保護法律環(huán)境,保護了品種權(quán)人的正當權(quán)益,極大調(diào)動了種子企業(yè)投資育種研發(fā)的積極性。
(三)國外蔬菜種業(yè)發(fā)展歷程對我國的啟示
1.國家政策層面應把蔬菜種業(yè)列入基礎性、戰(zhàn)略性的范疇
縱觀國外種業(yè)發(fā)展,國家政策對于種業(yè)的迅速發(fā)展起到了重要作用。我國國務院頒布的《關(guān)于加快推進現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見》和農(nóng)業(yè)部頒布的《農(nóng)作物種子生產(chǎn)經(jīng)營許可證管理辦法》必將對我國蔬菜種業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。鑒于我國蔬菜種業(yè)和蔬菜產(chǎn)業(yè)的重要意義,建議國家政府在關(guān)注主要農(nóng)作物種子的同時,把蔬菜種子列入基礎性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的范疇,建立良好種業(yè)創(chuàng)新機制和運行環(huán)境。
2.成熟的現(xiàn)代企業(yè)需要時間過渡
種業(yè)在歐美發(fā)達國家已有200 余年的歷史,用100 多年的時間美國政府健全了相關(guān)法規(guī)政策,立法過渡時期用了40年,相關(guān)法律才逐步完善,推動科技創(chuàng)新,使企業(yè)參與產(chǎn)品研發(fā)和開拓國際市場,現(xiàn)代企業(yè)才逐漸成熟。
3.立法和執(zhí)法是種業(yè)發(fā)展的基石
國外種業(yè)發(fā)展的法律法規(guī)建立較早,并健全了一系列的種業(yè)發(fā)展的法律法規(guī),包括對種業(yè)發(fā)展有關(guān)的植物新品種保護法、種子法、以及產(chǎn)業(yè)相關(guān)法等,執(zhí)法力度強。這是國外企業(yè)成功發(fā)展和建立創(chuàng)新驅(qū)動的基石。
總體來看,第一,我們要正確看待外資蔬菜種子企業(yè)進入我國市場的利弊。第二,加快蔬菜種子科研單位分類改革,鼓勵資源重組,快速形成幾個“產(chǎn)學研結(jié)合”“育繁推”一體化的產(chǎn)業(yè)龍頭。第三,學習國外企業(yè)的先進的經(jīng)營管理機制,育種技術(shù)、引進更多的優(yōu)良種質(zhì)資源,促進我國民族種業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(一)原始創(chuàng)新能力不強
1.研究機構(gòu)分工不明確, 研究內(nèi)容同質(zhì)化嚴重
據(jù)統(tǒng)計,2013年地級以上的蔬菜科研機構(gòu)有179個,但國家、省(市、區(qū)),育種上下一樣粗,缺乏分工。研究內(nèi)容重復、分散的問題比較嚴重。對從事36種蔬菜作物的科研機構(gòu)進行比較,發(fā)現(xiàn)從事番茄、辣椒、茄子等茄果類蔬菜育種的單位最多,其次為十字花科、葫蘆科蔬菜等作物。這些單位之間在這些大宗蔬菜作物的育種工作上研究人員多,科研單位之間、大學之間,育種研究同質(zhì)化嚴重,不僅上下、左右高度重復,在同一地區(qū)、同一單位內(nèi)也存在重復研究。雖然農(nóng)業(yè)科研院所從事育種的
時間相對較長,積累了較豐富的育種資源,但科研單位運行機制不靈活、體制僵化,育種資源和新品種得不到有效開發(fā)和利用,研究人員的積極性不能得到充分發(fā)揮。
2.科研評價體系不合理
種業(yè)科研是一種以應用研究為主的研究,對育種研究人員業(yè)績的評價應主要看其對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際貢獻,但目前部分大學及省市科研單位過分看重論文的數(shù)量,影響了從事實際育種科技人員的積極性。從而導致學術(shù)研究與市場需求部分脫節(jié),使得部分科研單位雖然擁有先進的設備、高科技人才、大量的科研項目資金,投入大量的科研時間,發(fā)表了不少論文,卻沒有很好的解決產(chǎn)業(yè)問題。
(二)種子企業(yè)多而小,育種科研能力弱
1.蔬菜種子企業(yè)數(shù)量多,但具有一定規(guī)模的少,有育種能力的企業(yè)更少
據(jù)統(tǒng)計,2014年我國的蔬菜種子企業(yè)約有5 000家,而美國和印度的種子企業(yè)合計不超過4 000家。盡管我國蔬菜種業(yè)企業(yè)數(shù)量較多,但年銷售額超過2 000萬元的僅約20家,超過5 000萬元的僅10余家。以科研單位為背景的種子企業(yè),育種能力較強,而真正的民營企業(yè),不僅規(guī)模小,資源分散,實力弱,特別是科技創(chuàng)新能力不足,從事育種的僅10余家。
2.企業(yè)研發(fā)投入不多,技術(shù)創(chuàng)新能力尚弱
企業(yè)需要利用提高科研投入來提高創(chuàng)新能力。我國較大規(guī)模的種子企業(yè)(年銷售額超過1 000萬)的年均研發(fā)投入在營業(yè)額中所占的比例只有國外種子企業(yè)的30 %左右或更少[7]。多數(shù)國內(nèi)種子企業(yè)沒有自己的研發(fā)機構(gòu)。少數(shù)企業(yè)開始逐步開展產(chǎn)品研發(fā)工作,但是研發(fā)投入額和比例還比較小,從事種子研發(fā)的科研設施不健全,研發(fā)人才隊伍也十分薄弱。極少數(shù)的育種型蔬菜種子企業(yè)其育種技術(shù)停留在常規(guī)篩選階段,組合的選配更多的依賴于經(jīng)驗,育種材料引進的多、自主創(chuàng)新的少,新的育種技術(shù)如細胞工程、分子標記、基因工程等很少采用。企業(yè)難以做到依靠自身的科技力量支撐自己的發(fā)展。
(三)分工不清、協(xié)同創(chuàng)新能力差
1.科研單位與企業(yè)間的協(xié)作機制缺乏
我國的科研、教學單位與企業(yè)之間缺乏像國外那樣由政府和社會主導的密切分工協(xié)作。各級從事蔬菜育種的科研單位都同時承擔著大量的公益性科研、推廣和培訓,影響專注于育種科技的創(chuàng)新。大部分民營種子企業(yè)科研力量弱,投入不足。例如我國的蔬菜種子企業(yè)到目前還沒有一家真正建立了設備完善、運行有效的分子育種實驗室。因此,企業(yè)難以做到依靠自身的科技力量支撐自己的發(fā)展??蒲袉挝慌c種子企業(yè)二者之間尚未建立起有效的合作機制,或尚在最初級的階段。
2.科學研究與實際應用聯(lián)系不緊密
我國種業(yè)科研單位的科學、技術(shù)與應用沒有形成有機的整體,學科、技術(shù)資源配置不合理。從科研機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、布局上和科研單位內(nèi)部的學科分工上,都一定程度地存在著科學、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的相互脫節(jié)問題。這樣就導致實驗室的成果停留在發(fā)文章的層面,產(chǎn)業(yè)需求聯(lián)系不緊密,不接地氣,最后出現(xiàn)一些研究成果企業(yè)不要、農(nóng)民也不要的尷尬境地。一些產(chǎn)業(yè)急需解決的問題,又缺乏研究。如對生產(chǎn)上出現(xiàn)的新的病害的育種,胡蘿卜、洋蔥等國有化程度低的蔬菜育種重視不夠。目前農(nóng)業(yè)類的大學學生存在重理論輕實踐的傾向,大學培養(yǎng)出來的學生實際工作能力弱。一定程度上存在高層次人才不能很好地為產(chǎn)業(yè)服務的問題。大學和研究所應針對產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行合理的學科建設和課程設置。
3.育成品種多,但突破性品種少
據(jù)統(tǒng)計,1978—2013年我國審定(認定、鑒定或登記)的新品種有5 234個,近年來平均每年審(鑒、認)定品種約為300個[4]。但是像京豐一號甘藍、津研4號黃瓜、新3號大白菜等影響面大的突破性品種少了;早春白菜、溫室長季節(jié)栽培的茄果類蔬菜、春蘿卜、抗病菠菜、耐寒甘藍、青花菜、洋蔥、
胡蘿卜等方面仍然缺乏優(yōu)良的品種,以至于國外品種仍然占有較大的比重。
(四)國外蔬菜種業(yè)企業(yè)快速進入國內(nèi)種子市場帶來的嚴重挑戰(zhàn)
1.外資企業(yè)快速進入國內(nèi)種業(yè)市場
目前在我國已登記注冊外資背景的蔬菜種子企業(yè)有70多家,大多以全資子公司、與中方合資公司或者以辦事處為依托,由進口商代理進口,分銷商國內(nèi)銷售的形式進入。既有種業(yè)巨頭,也有比較傳統(tǒng)的蔬菜專業(yè)種子企業(yè)。
歐美系的公司對市場控制欲強,營銷手段激進,出于對業(yè)績的追求經(jīng)常變化渠道策略,常與經(jīng)銷商博弈。日系的公司相對溫和保守,專注于做好研發(fā),營銷方面多采用外包形式,采用大渠道且政策穩(wěn)定,客戶的忠誠度高。韓系公司規(guī)模較小,品系較窄(蘿卜、胡蘿卜、白菜、辣椒),育種家流動頻繁,育種材料雷同,產(chǎn)品同質(zhì)化程度高,渠道多元化。這些都對我國的民族種業(yè)帶來競爭和挑戰(zhàn)。
2.外資企業(yè)所占據(jù)國內(nèi)種子市場的份額和價值
從市場份額來看,我國蔬菜種子的年用種量為4×104~5×104t, 2013年蔬菜種子進口總量為1.155×104t,較2012 年增加1.192 ×103t,增幅11.51 %[6]。按每畝菜田需要的種子量計算,可占全國蔬菜播種面積的9.03 %,但蕹菜、芫荽、花椰菜、青菜等進口種子占比在20 %以上,在部分蔬菜作物品種或者部分生產(chǎn)區(qū),外企供種所占比例甚至高達40 %~50 %以上,如設施茄果類蔬菜、春白菜、春蘿卜、胡蘿卜、洋蔥、青花菜、耐寒甘藍等[6]。從市場價值來看,外資企業(yè)以20 %的市場份額,占據(jù)了約40 %的廠商環(huán)節(jié)利潤,他們采取各種手段企圖控制高價位蔬菜種子市場,前幾年在某些作物上曾一度控制了種子的定價權(quán),零售價格是同類國產(chǎn)種子的3~20倍[6]。在市場價值方面,從個體企業(yè)來看,外資蔬菜種子企業(yè)在國內(nèi)年業(yè)績在1億~2億元的公司較多,圣尼斯、先正達分別達2.3億元和2.25億元人民幣[6]。
3.外資企業(yè)聚焦的主要作物
目前外資蔬菜種子企業(yè)在中國主要經(jīng)營以下十幾類作物:甜糯玉米、保護地椒類、菠菜、番茄、花椰菜、青花菜、大白菜、西甜瓜、蘿卜、胡蘿卜、西葫蘆、甘藍、洋蔥等。這些作物的特點是保護地、大型基地種植;出口、外調(diào)較多;市場規(guī)模大、附加值較高。按種子售價來看,這十幾類作物市場價值約40億元,其中,椒類、菠菜、番茄等12類作物種子市場價值約為37.5億元,其他蔬菜作物種子市場價值約為2.5億元[2]。2011年進口各類蔬菜種子1.04×104t,進口種子可播面積2.363×107畝,占全國蔬菜和瓜類播種面積的6.9 %~9.1 %[2]。如把播種面積壓縮30 %,則占10 %~13 %。進口種子播種面積比例超過20 %的有花椰菜、青菜、蕹菜分別達到24.99 %~44.58 %(見表2)[2]。2013年,我國蔬菜種子進口量排在前十位的有:蕹菜、芫荽、豌豆(含軟莢豌豆)、菠菜、小白菜、菜薹、芥菜、胡蘿卜、蘿卜和洋蔥。占蔬菜種子進口總量的94.09 %,其中蕹菜占39.95 %(見表3)[2]。
表2 2011年各類進口蔬菜種子可播面積比例[8]
(五)知識產(chǎn)權(quán)保護環(huán)境差
由于蔬菜作物的親本繁殖材料易于取得,利潤空間大,而知識產(chǎn)權(quán)維權(quán)成本高、執(zhí)法責任不明確、監(jiān)管不足,一些人便私自制種,侵犯植物新品種權(quán)的知識產(chǎn)權(quán)案件屢有發(fā)生[4]。市場上的品種同物異名現(xiàn)象很普遍,有的同一品種在市場上有多達幾十
個名稱。如2012年甘肅省定西市內(nèi)關(guān)鎮(zhèn)市場上32個不同名稱的甘藍種子經(jīng)鑒定有31個實際為“中甘21”。假種子不僅會給種植者造成損失,也嚴重挫傷新品種研發(fā)的積極性。種業(yè)是典型的高科技產(chǎn)業(yè),投入大、周期長、風險高,新品種是育種者智慧和心血的結(jié)晶,如果通過不同方式可以輕松地搶占育種者的合法收益,育種者的權(quán)益得不到保護,那么沒有人會愿意做品種的原始創(chuàng)新工作[4]。
實際上,我國針對蔬菜種子的知識產(chǎn)權(quán)保護已有比較完善的相關(guān)法規(guī)及司法解釋,如《植物新品種保護條例》《關(guān)于審理植物新品種糾紛案件若干問題的解釋》等。但面對數(shù)以千計的小公司,不好維權(quán)。知識產(chǎn)權(quán)維護成本高,導致享有技術(shù)的企業(yè)或科研機構(gòu)不愿意對知識產(chǎn)權(quán)進行保護。據(jù)不完全統(tǒng)計,2002—2013年全國審(鑒、認)定或備案、登記的蔬菜品種數(shù)達3 678個,平均每年約307個,但截至2012年全部申請植物新品種保護權(quán)的品種數(shù)僅為290件,申請比例還不足10 %[4]。
表3 2003年、2013年和2012年各類蔬菜種子進口量
(一)發(fā)展戰(zhàn)略
以黨中央、國務院《關(guān)于加快推進現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見》(國發(fā)〔2011〕8號)等一系列有關(guān)加快推進我國種業(yè)發(fā)展的文件精神為指導,以增強對蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐能力和國際競爭力為目標,以科技創(chuàng)新和體制創(chuàng)新為主線,以制度和法規(guī)建設為保障,全面加強蔬菜育種基礎理論和關(guān)鍵技術(shù)研究,增強品種的創(chuàng)新能力;加強對科研單位基礎性、公益性、公共性研究的支持,大力促進民營種子企業(yè)的發(fā)展,強化資源優(yōu)化配置,建立“產(chǎn)、學、研”分工合理、協(xié)作緊密的現(xiàn)代蔬菜種業(yè)創(chuàng)新體系;加強種業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護,建立法規(guī)完善、監(jiān)察有力的法律保障體系,實現(xiàn)蔬菜種業(yè)大國向蔬菜種業(yè)強國的轉(zhuǎn)變,以保障我國蔬菜產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
(二)發(fā)展目標
1.品種創(chuàng)新能力有顯著提高
培育自主品種,在大白菜、蘿卜、甘藍、番茄、辣椒、茄子、黃瓜、西甜瓜等主要蔬菜作物上育成一批在產(chǎn)量、抗病性、抗逆性、品質(zhì)方面具有突破性進步的新品種。新品種的抗逆性(耐抽薹、耐熱、耐低溫弱光)、商品品質(zhì)(外觀、耐貯運性)優(yōu)于國外同類品種或與國外品種相當。在加工番茄、洋蔥、胡蘿卜、菠菜等作物上培育出一批機械化采收專用品種,在熟性、品質(zhì)、機械化采收適應性等綜合技術(shù)水平方面與國外同類品種相當。馬鈴薯在早熟、抗病、干物質(zhì)含量以及薯塊外觀品質(zhì)等方面有顯著突破。到2030年,國產(chǎn)品種的播種面積在我國蔬菜生產(chǎn)中占有率總體上達到85 %,主要作物的良種覆蓋率達95 %。
到2030年,提高目前國內(nèi)蔬菜生產(chǎn)中我國自主知識產(chǎn)權(quán)品種占有率低的蔬菜種類,如洋蔥、胡蘿卜、菠菜、溫室茄果蔬菜、春白菜、春蘿卜、耐
寒甘藍等蔬菜品種的國有化比率為30 %~50 %。
2.培育一批具有一定規(guī)模的“育、繁、推”一體化的種子企業(yè)
到2030年,培育“育、繁、推”一體化的,銷售額5 000萬以上的企業(yè)有20~30個,其中達到1億元的有2~3個。由我國企業(yè)單獨或同科研機構(gòu)合作研發(fā)的自主知識產(chǎn)權(quán)的蔬菜新品種占到市場同類品種的30 %~50 %。
(三)主要任務
1. 加強育種基礎研究,強化技術(shù)原始創(chuàng)新
(1)蔬菜資源的收集、保存和深入評價及基因挖掘工作
我國蔬菜種質(zhì)資源庫共收集蔬菜資源3.6萬份,數(shù)量居世界第三位。但對于非中國起源的蔬菜作物(如番茄、辣椒、甘藍、茄子等)的遺傳相對狹窄,而野生資源往往含有豐富的遺傳多樣性,對于基因的挖掘具有十分重要的作用。因此,應以國外種質(zhì)、主要蔬菜作物的野生近緣種及野生資源、我國特異資源為重點對象進行收集、評價保存。重視在蔬菜產(chǎn)業(yè)日益重要的蔬菜種類的資源收集和保存工作,如胡蘿卜、洋蔥、菠菜等。在種質(zhì)保存方面建立更新預警體系,避免種質(zhì)因保存不當而流失。
日常性開展主要蔬菜資源重要表型性狀的評價鑒定工作。針對生產(chǎn)中對產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)量、重大病蟲害和逆境抗性等的需求,集成和研制主要蔬菜作物重要性狀標準化和精準化表型鑒定評價技術(shù);利用單項性狀鑒定或多年多點綜合評價等方法,分步完成我國蔬菜種質(zhì)資源核心樣本的表型精準鑒定;重點圍繞主要蔬菜作物重要病害和產(chǎn)品器官重要功能性成分檢測進行單項性狀的鑒定。加強種質(zhì)的整理工作,減少重復引進。有重點地開展主要蔬菜作物的基因型精準鑒定及優(yōu)異基因挖掘。
(2)全基因組學和細胞學結(jié)合傳統(tǒng)育種的育種技術(shù)理論的創(chuàng)新
探究蔬菜作物重要農(nóng)藝性狀的遺傳機理,為遺傳改良奠定基礎。在主要蔬菜測序完成及功能基因組研究的基礎上,建立主要蔬菜作物的全基因組背景選擇技術(shù)體系。開展主要蔬菜作物重要農(nóng)藝性狀的分子設計研究,建立多基因組裝分子設計育種的理論和技術(shù)體系,實現(xiàn)傳統(tǒng)遺傳改良向結(jié)合品種分子設計育種的跨越。開展主要蔬菜細胞工程育種技術(shù)研究工作,研究主要蔬菜大、小孢子培養(yǎng)等單倍體育種技術(shù),建立大規(guī)模、高效單倍體育種技術(shù)體系;通過原生質(zhì)體培養(yǎng)、體細胞融合和細胞雜交等其他細胞工程育種技術(shù),與分子標記選擇相結(jié)合,加速遠緣物種優(yōu)異目標性狀的導入及純合進度;建立突變?nèi)后w,篩選獲得具有豐富遺傳多樣性的新種質(zhì)。開展蔬菜基因工程研究,重視轉(zhuǎn)基因安全。探索主要蔬菜作物的基因定點、定向操作技術(shù)。實現(xiàn)蔬菜遺傳學和基因組學基礎理論研究和育種應用研究相結(jié)合。
(3) 針對產(chǎn)業(yè)問題進行種質(zhì)創(chuàng)新和具有突破性的新品種選育
對于主要蔬菜作物(如白菜、甘藍、番茄、辣椒、茄子、黃瓜、胡蘿卜、花椰菜等)保持持續(xù)有力的育種資源配置,進行合理的學科建設,根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展設立研究學科和重點領域。
對種植面積較大而之前研究相對薄弱的蔬菜種類(如胡蘿卜、洋蔥、菠菜等)適當增加資源配置。目前,國外種業(yè)企業(yè)在洋蔥、菠菜、胡蘿卜等蔬菜作物種類上在國內(nèi)市場占有了較大的比重。
面向產(chǎn)業(yè)上的主要問題,如新的重大病害、氣候改變、生態(tài)變化、栽培或者收獲模式的改變(機械化采收)以及品質(zhì)和加工等需求,開展主要蔬菜作物的重要性狀種質(zhì)創(chuàng)新、骨干親本的培育和品種選育。針對我國蔬菜作物種質(zhì)資源豐富與突破性新種質(zhì)缺乏的突出矛盾,創(chuàng)新優(yōu)異目標性狀且遺傳背景清楚的主要蔬菜作物新種質(zhì),為新時期育種目標提供具有前瞻性優(yōu)異性狀的突破性種質(zhì),并育成突破性品種。
(4)發(fā)展我國的種子加工產(chǎn)業(yè)
發(fā)展我國種子檢測、加工技術(shù)。建立現(xiàn)代種子檢測技術(shù),建立主要蔬菜作物簡單、快速、穩(wěn)定和低成本的高通量品種純度快速檢測技術(shù)。在全國不同生態(tài)區(qū)和種子主生產(chǎn)區(qū)建立蔬菜種子健康檢測中心,研究主要蔬菜作物種傳病害檢測技術(shù),帶病種子大批量處理技術(shù);進一步完善主要蔬菜作物種子生產(chǎn)的采后加工技術(shù)、種子安全儲藏與質(zhì)量控制技術(shù)等;研究和建立批量種子引發(fā)技術(shù),提高蔬菜種子活力,并逐步應用于商品種子處理。
2.加強平臺建設,建立我國種業(yè)科技創(chuàng)新體系
建立國家蔬菜種業(yè)創(chuàng)新中心和分中心。建立蔬菜(園藝)生物學國家重點實驗室;構(gòu)建國家級單
核苷酸多態(tài)性和全基因組研究平臺,開展育種的基礎研究、應用基礎研究、資源創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新。著力建設好蔬菜種質(zhì)資源信息和實物平臺、國家蔬菜改良中心、農(nóng)業(yè)部園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室,建立國家蔬菜基因組和分子育種研究中心(國家蔬菜生物學重點實驗室,蔬菜現(xiàn)代分子育種工程技術(shù)研究中心等),建立良好的運行機制,將現(xiàn)代生物技術(shù)同產(chǎn)業(yè)問題相結(jié)合;將基礎科學同應用科學相結(jié)合;將技術(shù)工具同科學研究相結(jié)合;充分發(fā)揮平臺的規(guī)模優(yōu)勢和作用,使之成為現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展的引擎。
3.加強現(xiàn)代種子企業(yè)建設,提高種業(yè)企業(yè)的競爭力
國務院2011年的“8號文件”、2013年的“109號文件”,都指出要建立以產(chǎn)業(yè)為主導、企業(yè)為主體、基地為依托、“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合的育種體系。要實現(xiàn)我國由蔬菜種業(yè)大國向蔬菜種業(yè)強國的跨越,一方面要強化科研單位育種技術(shù)研究和資源創(chuàng)新能力,另一方面必須改革現(xiàn)有蔬菜種業(yè)的科研組織模式,建立“企、學、研”合理分工協(xié)作的體制機制,建立現(xiàn)代企業(yè)管理制度。
(1)扶持和建立一批實力強的蔬菜種業(yè)企業(yè)
在政府的主導下,建立“產(chǎn)、學、研”合理分工、緊密合作的蔬菜育種創(chuàng)新體系??蒲袉挝缓痛髮W主要從事資源創(chuàng)新和育種技術(shù)研究,同時還是育種人才培養(yǎng)的孵化器,企業(yè)成為商業(yè)育種和市場經(jīng)營的主體。強調(diào)科研單位和大學對種業(yè)的驅(qū)動作用。加強對與蔬菜育種基礎性、公共性研究的投入,充分利用和加強公用性蔬菜育種創(chuàng)新平臺;鼓勵企業(yè)建立自己的研發(fā)隊伍;建立科研成果在科研單位和企業(yè)之間順暢轉(zhuǎn)移的渠道和互惠機制。支持其他資本進入蔬菜種業(yè),鼓勵種子企業(yè)間的兼并重組,整合種業(yè)資源,優(yōu)化資源配置,組建“育、繁、推”一體化的種業(yè)集團。
(2)引導企業(yè)加強科技創(chuàng)新投入、提高中資企業(yè)的創(chuàng)新能力
鼓勵有實力的種子企業(yè)或相關(guān)企業(yè)加強投入,改變當前蔬菜育種創(chuàng)新主要依靠政府投入的局面。國外種子公司研發(fā)投入一般占銷售收入的10 %左右。鼓勵企業(yè)成為商業(yè)育種的創(chuàng)新主體,首先必須成為投入的主體。同時必須引入國外企業(yè)現(xiàn)代管理理念和制度。通過減免稅政策,扶持種業(yè)企業(yè)發(fā)展。
4.加強法律法規(guī)建設,優(yōu)化種業(yè)知識產(chǎn)權(quán)的保護環(huán)境
(1)完善的知識產(chǎn)權(quán)保護體系
建立嚴格的知識產(chǎn)權(quán)保護法律和加強執(zhí)法力度,完善相關(guān)法律體系是建立現(xiàn)代蔬菜種業(yè)的重要內(nèi)容。鼓勵種業(yè)企業(yè)或相關(guān)企業(yè)加強科研投入、鼓勵企業(yè)成為商業(yè)育種的創(chuàng)新主體的前提是知識產(chǎn)權(quán)得到嚴格保護。建立合理的知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓平臺,建立合理、通暢且切實可行的知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓渠道,促進育種資源和人才向企業(yè)流動,提高科技成果的交易和轉(zhuǎn)化。加大蔬菜種業(yè)品牌培育,提升蔬菜全產(chǎn)業(yè)鏈的整體溢價能力。
(2)建立主要蔬菜作物品種登記制度和脫氧核糖核酸指紋圖譜數(shù)據(jù)庫
開展主要蔬菜作物品種脫氧核糖核酸指紋圖譜檢測技術(shù)研究,并構(gòu)建生產(chǎn)上主栽品種的指紋圖譜,建立分子身份證;匯集各品種的脫氧核糖核酸指紋圖譜數(shù)據(jù),建立共享的指紋圖譜數(shù)據(jù)庫。主要蔬菜作物品種脫氧核糖核酸指紋圖譜結(jié)合品種登記制度將為新品種保護提供依據(jù)。
(一)全面貫徹國務院“8號文件”精神,實施過渡政策
國務院“8號文件”提出的建立企業(yè)為主體、“產(chǎn)、學、研”相結(jié)合的種業(yè)體系,為我國蔬菜種業(yè)的發(fā)展提出了明確的方向。按照文件要求,到2015年年底現(xiàn)有育種科研機構(gòu)要退出商業(yè)化育種。鑒于我國的實際情況,蔬菜種質(zhì)資源、育種科技人員、育種設施、設備條件大部分都在科研單位,現(xiàn)有的種子企業(yè)育種力量很弱,一時很難成為育種的主體,所以,建議設立過渡期,在這段時間國家支持、扶持一批種子企業(yè)發(fā)展,同時大力支持科研單位與企業(yè)的“產(chǎn)、學、研”結(jié)合,為企業(yè)逐步成為創(chuàng)新的主體創(chuàng)造條件。
(二)繼續(xù)發(fā)揮和調(diào)動科研機構(gòu)在種業(yè)科技創(chuàng)新中的積極性
在過渡期繼續(xù)支持科研單位育種,特別是要重點支持影響我國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大宗蔬菜育種;新
品種國有化率低的蔬菜作物的育種;擴大蔬菜育種的種類;支持科研單位和企業(yè)相結(jié)合的育種。
針對產(chǎn)業(yè)中的重大問題的種質(zhì)資源的創(chuàng)新和育種,通過國家科技立項進行資助。目前在企業(yè)尚不具備獨立進行高層次創(chuàng)新性育種工作的時期,原始創(chuàng)新仍在研究所。因此繼續(xù)推動研究機構(gòu)在品種創(chuàng)新中的作用,將推動種業(yè)的繼續(xù)發(fā)展。并優(yōu)先資助科研機構(gòu)同企業(yè)聯(lián)合承擔的育種項目。從而,實現(xiàn)科研機構(gòu)和企業(yè)在種業(yè)科技創(chuàng)新并重。
增加育種的蔬菜作物種類,提升國內(nèi)品種和民族種業(yè)的競爭力。增加國外在中國占有率較高的蔬菜品種的育種,如目前的蕹菜、菠菜、洋蔥、胡蘿卜等作物。加大對國內(nèi)可替代進口的蔬菜和瓜類新品種選育的支持力度。重點培育外觀精美、耐儲運、風味佳、產(chǎn)量高、適合出口的設施栽培番茄、辣椒、茄子等專用品種,適宜春夏、秋不同季節(jié)露地栽培的白菜、蘿卜、甘藍等系列品種,晚抽薹的大蔥、洋蔥品種,以及加工蔬菜專用品種等,滿足市場多元化需求。
鼓勵具有一定前瞻性的育種。在保持我國主要蔬菜作物遺傳育種針對目前產(chǎn)業(yè)上的主要問題進行研究基礎上,增加育種的研究內(nèi)容,鼓勵具有一定前瞻性的育種。如根據(jù)重大病蟲害預測、環(huán)境變化、消費習慣改變提前設定育種目標。根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展設立相關(guān)的育種學科,同時通過國家項目有針對性進行資助。
(三)在科研體制改革過程中要解除育種科研單位的后顧之憂
按照“8號文件”精神,2015年年底之前研究所辦的種子企業(yè)要與研究所脫鉤。建議在企業(yè)脫鉤時,要處理好研究所(國家)、企業(yè)和科研人員的利益,充分調(diào)動三方面的積極性;國家要妥善解決離退休人員的養(yǎng)老、醫(yī)療保險問題,解除研究所的后顧之憂。
(四)加強種業(yè)科技人才培養(yǎng),切實實施人才分類評價機制
現(xiàn)代種企之間的競爭根本是專業(yè)人才和管理人才的競爭。改變目前農(nóng)業(yè)大學學生重理論輕實踐的傾向,依托國家以及地方人才引進與培育計劃,積極培育我國自有的理論與實踐相集合的各種層次的種業(yè)人才。
切實實施人才分類評價機制。對于從事基礎性研究、應用基礎性研究和應用研究的科研人員實行分類評價制度。從事基礎性研究、應用基礎性研究主要考核其解決科學問題的能力和論文的水平,對于從事資源創(chuàng)新、育種研究的人員的考核側(cè)重于其育種技術(shù)的水平、育成材料和品種的市場價值,以及對產(chǎn)業(yè)的影響。
(五)在種業(yè)體制改革過程中,要防止國家種質(zhì)資源的流失
在種業(yè)體制改革過程中,必然出現(xiàn)企業(yè)并購和人才的流動。建議制定相關(guān)的政策,防止國外企業(yè)通過并購國內(nèi)企業(yè)及接收國內(nèi)育種科技人才而獲取我國的核心種質(zhì)資源。
并購在現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展中越來越常見。在并購過程中,不僅包括設備、產(chǎn)品品牌和人才,更重要的是原有的種質(zhì)資源。國外種業(yè)巨頭進入中國,并購不僅看重的是技術(shù)、市場,更看重的是資源。如2005年孟山都收購圣尼斯,包擴了其所有的種質(zhì)資源;2008年又以8億美元收購荷蘭德瑞特公司[6]。
(六)政府對種子企業(yè)的支持要有針對性,立足于提升企業(yè)的創(chuàng)新能力
建議主要支持企業(yè)的育種創(chuàng)新和科研單位的結(jié)合。重點支持與科研單位“產(chǎn)、學、研”緊密合作的企業(yè),支持有自主創(chuàng)新成果的企業(yè)。
鼓勵種子企業(yè)按照市場化導向開展品種研發(fā),逐步建立以企業(yè)為主體的商業(yè)化育種新機制。鼓勵種子企業(yè)整合現(xiàn)有育種資源、充分利用公益性研究成果、加大育種科研投入、與科研單位建立聯(lián)合育種平臺。加大培育新品種力度,提高蔬菜品種國產(chǎn)化水平。降低企業(yè)育種的準入標準,把蔬菜種子與大田種子分開對待,降低“注冊資金1億元”這一育種和減免稅的門檻。
為提升我國種子企業(yè)市場競爭力,制定適合我國民族種子企業(yè)發(fā)展的優(yōu)惠稅收政策,及人事、股權(quán)激勵等優(yōu)惠政策,促進新型企業(yè)的科技創(chuàng)新與快速擴張。
(七)建立蔬菜品種登記制度,加強知識產(chǎn)權(quán)保護
為改變目前蔬菜種子市場品種混亂、知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)常受到侵犯的局面,建議在《種子法》修訂時,
蔬菜新品種實行品種登記制度。同時建議將國際植物新品種保護聯(lián)盟(UPOV) 1991年的文本中有關(guān)保護育種者權(quán)利的內(nèi)容寫入《種子法》,作為我國各級政府農(nóng)業(yè)部門執(zhí)法的依據(jù)。
[1] 中華人民共和國國家發(fā)展改革委員會, 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部. 全國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)[J].中國蔬菜, 2012(5): 1–12. National Development and Reform Commission, Ministry of Agriculture of the People's Republic of China. National vegetable industry development plan (2011—2020) [J]. China Vegetables, 2012(5):1–12.
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Study on Development Strategy of Vegetable Seed Industry in China
Wang Lihao, Fang Zhiyuan, Du Yongchen, Xu Donghui, Zhang Yangyong, Yang Limei, Gong Yifan, Liu Fuzhong, Zhuang Feiyun
(The Institute of Vegetables and Flowers, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China)
China is the largest vegetable producer and consumer in the world. Vegetable seed industry is an important material basis for modern vegetable industry development and annual balanced vegetable supply. The sustainable development of the vegetable seed industry is promoted by technical innovation. The Chinese vegetable seed industry has entered into a critical period for development. This paper analyzes the present situation of the vegetable seed industry and seed technology in China, compares it with that in foreign countries, and proposes the development strategies, goals, tasks, safeguard measures and policy recommendations of vegetable seed industry of China according to major problems confronted.
vegetable seed industry; science technology; strategy
F32
A
2015-12-25;
2016-01-13
方智遠,中國農(nóng)業(yè)科學院,研究員,中國工程院院士,主要研究方向為蔬菜遺傳與育種;E-mail: fangzhiyuan@caas.cn
中國工程院咨詢項目“我國蔬菜種業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究(2013-XY-22)”;國家大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(CARS-25)
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