借鑒國際先進經(jīng)驗加快種業(yè)自主創(chuàng)新

趙涵 許玲

“國以農(nóng)為本，農(nóng)以種為先?！狈N業(yè)承載著穩(wěn)糧食、安天下的重任。建設(shè)種業(yè)強國，品種創(chuàng)新是關(guān)鍵。如今，世界種業(yè)已進入到“常規(guī)育種+生物技術(shù)+信息化”的育種“4.0時代”，以基因編輯、人工智能等技術(shù)融合應(yīng)用為標志，正在掀起新一輪技術(shù)革命，以全基因組選擇育種、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因編輯等為代表的生物育種技術(shù)已成為國際育種的前沿和核心。通過多年攻關(guān)，我國種業(yè)發(fā)展已取得顯著成效，但在種質(zhì)資源鑒定利用、良種培育技術(shù)、種子企業(yè)自主創(chuàng)新等領(lǐng)域短板依然明顯。

我國種業(yè)自主創(chuàng)新的現(xiàn)狀與“卡”點

種子是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，一個品種可以成就一個產(chǎn)業(yè)，誰擁有突破性的創(chuàng)新品種，誰就擁有種業(yè)競爭力。如今，品種創(chuàng)新為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻率達到了40%以上;國內(nèi)種業(yè)市場規(guī)模超千億元，位居世界第二;農(nóng)作物良種覆蓋率達96%以上;全國水稻、小麥、大豆、油菜、棉花生產(chǎn)用種現(xiàn)已實現(xiàn)自主選育;玉米自主選育品種面積由85%提高到90%，棉花自主品種占比達98%以上，蔬菜也由80%提高到87%以上;基本實現(xiàn)了“中國糧”用“中國種”?？傮w上，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用種的安全性有保證，風險可控。

我們的育種“卡”在哪里呢？從主糧上看，我國育種規(guī)模與發(fā)達國家差距不大。水稻、小麥、雜糧等完全可以自給，玉米、大豆等自有品種占到播種面積的90%以上，但產(chǎn)量上存在差距。從非主糧的角度看，我國育種水平遠落后于國外。如高端蔬果、花卉、畜禽、草種等優(yōu)良品種主要依靠國外進口，其核心種源大多掌握在外國公司，原創(chuàng)性核心種質(zhì)國內(nèi)緊缺。

可以說，我國與國際先進育種差距主要體現(xiàn)在育種原創(chuàng)性技術(shù)研究上，特別是重要農(nóng)藝基因的挖掘利用、全基因組選擇以及基因編輯技術(shù)等技術(shù)上與發(fā)達國家存在差距。首先，重要農(nóng)藝基因深度挖掘能力待提升。我國具有豐富的農(nóng)作物種質(zhì)資源保存量，但深度鑒定評價的種質(zhì)資源不足10%。發(fā)達國家起步較早，已經(jīng)獲得了大量的重要功能基因，并申請了專利保護。這就意味著只要我們使用了受專利保護的基因進行育種和推廣，就必須支付相應(yīng)的知識產(chǎn)權(quán)費用，在種源上被人“卡脖子”。其次，在全基因組選擇和基因編輯等前沿技術(shù)創(chuàng)新方面短板依然突出。沒有自主核心技術(shù)，就相當于自己不能掌握生物育種的工具，也會被人“卡脖子”。

國際育種先進經(jīng)驗的啟示

當前，生物育種技術(shù)是增強國際競爭力的戰(zhàn)略重點，成為搶占科技創(chuàng)新的制高點。一些發(fā)達國家持續(xù)加大投入、積極布局，加強生物育種技術(shù)創(chuàng)新，加大新品種的研發(fā)力度，以搶抓國際市場機遇。美國、法國等發(fā)達國家的種業(yè)經(jīng)歷百余年發(fā)展，已形成分工明確的以政府投資為主的基礎(chǔ)性和公益性研究、以企業(yè)投資為主的種業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的科研體系，這一創(chuàng)新機制值得借鑒。此外，明確的知識產(chǎn)權(quán)和健全的管理制度以及成熟的現(xiàn)代種業(yè)科技創(chuàng)新體系也值得參考。

分工明確的種業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的體系。首先，政府通過建立大型平臺（如國家實驗室、重大科研基礎(chǔ)設(shè)施等），致力于種源的基礎(chǔ)科學研究與前沿技術(shù)創(chuàng)新。例如，2019年，美國國家科學院提出“作物2030”研究項目，主要聚焦三個研究方向：一是重要農(nóng)學性狀形成的遺傳和分子基礎(chǔ)，以實現(xiàn)作物的精確改良;二是新的轉(zhuǎn)化和再生技術(shù)，包括轉(zhuǎn)基因技術(shù);三是利用各種現(xiàn)代生物學研究技術(shù)，包括基因組學、傳感技術(shù)、納米技術(shù)、合成生物學和微生物技術(shù)，為種業(yè)奠定基礎(chǔ)并充當加速器。其次，種業(yè)企業(yè)通過建立高通量、精準、高效的工程化育種平臺和生物育種大數(shù)據(jù)平臺，快速整合前沿創(chuàng)新技術(shù)并將其應(yīng)用于育種，從而實現(xiàn)基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究的無縫對接。在美國，僅改良種子技術(shù)就約占農(nóng)業(yè)增產(chǎn)貢獻率的60%。以玉米育種為例，美國玉米種業(yè)科技創(chuàng)新已經(jīng)形成了包括種質(zhì)資源、育種技術(shù)、品種選育、規(guī)?；品N、種子加工和種子經(jīng)營管理的全鏈條協(xié)同創(chuàng)新。通過前沿技術(shù)突破和多學科技術(shù)的交叉融合，美國玉米種業(yè)正向知識密集型、高新化方向發(fā)展，融合了種子、農(nóng)化、植保、數(shù)據(jù)支撐等綜合性技術(shù)、產(chǎn)品與服務(wù)，呈現(xiàn)全過程一體化特征。

種業(yè)龍頭企業(yè)是國家種業(yè)戰(zhàn)略的核心載體。企業(yè)大量的資金投入、長期的材料積累及全球資源的有效配置，是發(fā)達國家牢牢把握全球種業(yè)研發(fā)和育種制高點的重要手段。美國企業(yè)研發(fā)投入約占全國研發(fā)投入的70%，如種業(yè)巨頭孟山都年研發(fā)支出超10億美元;另外，美國國家農(nóng)業(yè)試驗站約19%的投資也來自企業(yè)贈款。在相對穩(wěn)定的資金支持下，大型種子公司承擔起較明確的社會分工，即專注于品種開發(fā)、技術(shù)改良、產(chǎn)業(yè)化、技術(shù)輸出等應(yīng)用型研究，以促進社會資源利用的最大化。美歐等大型種子公司長期在全球范圍內(nèi)收集種質(zhì)資源，分離并克隆有效基因，申請專利;還試圖通過購買專利和獨家許可等方式來獲得其他國家的尖端科學技術(shù)成果，從而掌握優(yōu)異種質(zhì)資源和先進育種技術(shù)，逐漸確立了其在生物技術(shù)育種領(lǐng)域的主導地位。

構(gòu)建我國種業(yè)自主可控創(chuàng)新體系

發(fā)揮種質(zhì)資源在種業(yè)創(chuàng)新中的源頭作用。種質(zhì)資源是育種創(chuàng)新的物質(zhì)基礎(chǔ)，核心種質(zhì)是種業(yè)的芯片。一要大力推進種質(zhì)資源的精準鑒定，建立種質(zhì)資源綜合基因庫，構(gòu)建種質(zhì)資源表型和基因型精準鑒定平臺，實現(xiàn)種質(zhì)資源向遺傳資源轉(zhuǎn)變，規(guī)模化發(fā)掘滿足現(xiàn)代育種目標的綠色、優(yōu)異新種質(zhì)。二要大力提高種質(zhì)資源的保存和利用效率，既要避免重復保存，還要防止優(yōu)異種質(zhì)“深藏閨中”，得不到有效保護和充分共享利用。通過構(gòu)建種質(zhì)資源登記信息系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)平臺，開放種質(zhì)資源互聯(lián)互通。此外，要大力加強優(yōu)異種質(zhì)資源引進和交換力度，在保證種質(zhì)資源和生物安全的前提下，加強農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源的引進和合作。

推動基礎(chǔ)研究在種業(yè)創(chuàng)新中的引領(lǐng)作用。當前，新一輪種業(yè)科技革命和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)變革正與國內(nèi)加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變形成歷史性交匯。在新形勢下，必須抓住機遇，搶占種子產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的制高點;針對育種生產(chǎn)實踐中存在的重大問題開展育種理論、共性技術(shù)、種質(zhì)資源挖掘、育種材料創(chuàng)新等基礎(chǔ)性研究，讓基礎(chǔ)研究沉下去，從而構(gòu)建現(xiàn)代分子育種新技術(shù)、新方法，創(chuàng)制具有高抗、高質(zhì)和高產(chǎn)的綠色、突破性育種新材料;通過科企合作，使基礎(chǔ)研究與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，讓新技術(shù)、新方法落地生根。要加快研發(fā)關(guān)鍵核心技術(shù)，聚焦基因編輯、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)的攻堅突破，提升種業(yè)的原始創(chuàng)新能力，實現(xiàn)中國種業(yè)在國際種業(yè)中從跟跑向并跑、領(lǐng)跑轉(zhuǎn)變。要加快自主創(chuàng)新體系建設(shè)，健全以科研院所為主體開展基礎(chǔ)性公益性研究和以企業(yè)為主體開展商業(yè)化育種的雙輪驅(qū)動的種業(yè)科技創(chuàng)新體系。

強化企業(yè)在種業(yè)創(chuàng)新中的主體作用。發(fā)達國家大型種子企業(yè)的發(fā)展歷程表明，企業(yè)在種業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系中發(fā)揮著重要作用。要鼓勵種子企業(yè)和科研單位聯(lián)合攻關(guān)，推動政產(chǎn)學研協(xié)同創(chuàng)新，加快關(guān)鍵核心技術(shù)的突破。引導科研單位主要從事基礎(chǔ)性、公益性研究，為種子企業(yè)提供有力的技術(shù)支持;鼓勵種子企業(yè)加大對種業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、科研和育種的自主研發(fā)投入，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢和龍頭帶動作用，加快種業(yè)科技創(chuàng)新，提高企業(yè)核心競爭力;逐步建立以企業(yè)為主體、科企緊密結(jié)合的育種體系，做大做強現(xiàn)代種業(yè)，為打贏種業(yè)翻身仗、保障國家糧食安全作出積極貢獻。

（作者單位：江蘇省農(nóng)業(yè)科學院）

責任編輯：何樂