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中國的育種科技差距在哪里？

石斛育種培養(yǎng)室內(nèi)，工作人員查看石斛種苗的生長情況。新華社記者 郭程攝

    種業(yè)，是種植業(yè)的根本，與國家的糧食安全息息相關。今天和未來的種植業(yè)增產(chǎn)越來越依靠良種的選育——聯(lián)合國糧農(nóng)組織的研究表明，未來國際糧食總產(chǎn)增長的20%依靠播種面積的增加，80%依賴于單產(chǎn)水平的提高，而單產(chǎn)增加的60%~80%又來源于良種的科技進步。

    然而我國育種行業(yè)的整體水平與國外先進國家相比還有很大差距。

    解決“很多種子大量依賴國外”現(xiàn)狀是一個系統(tǒng)性問題，關系到政策導向、科技水平和企業(yè)實力等方面。那么，我國育種科技與發(fā)達國家相比，差距主要在哪里呢？日前，記者專訪了中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所研究員傅向東。

記者：我國哪些種子需要大量依賴國外？

傅向東：從主糧上看，我國的育種水平與發(fā)達國家差距不大。新中國成立以來，特別是改革開放之后，我國政府在主糧育種方面持續(xù)投入，形成了比較健全的良種繁育和推廣體系，主糧保供能力基本可以滿足需求。但是從非主糧上看，我國育種水平與國外差距較大，比如高端蔬菜、花卉、畜禽、草種等優(yōu)良品種核心種源大部分掌握在國外公司手里，依賴國外進口。

記者：我國育種科技與發(fā)達國家相比主要差距在哪里？

傅向東：我國與發(fā)達國家在育種上的科技差距主要體現(xiàn)在基礎科學研究上，特別是功能基因的挖掘和基因編輯技術的創(chuàng)新上?；A研究是根本，大力加強基礎研究，強化原始創(chuàng)新，才能帶動下游產(chǎn)業(yè)鏈。

我是從事水稻研究的，就以水稻為例。人類馴化水稻是一個漫長的過程，今天，隨著基因組學、生物信息學、合成生物學等的發(fā)展，從“經(jīng)驗育種”到“精確育種”，設計“未來水稻”成為可能。比如某種野生水稻具有抗病耐逆優(yōu)良特征，但是它容易倒伏、籽粒含淀粉量不高、食味差、產(chǎn)量低等。以前若想把野生稻的抗病耐逆基因轉入當前主栽品種為我們利用，通常需要少則8至10年，多則十幾年，一代一代連續(xù)回交轉育，最后得到我們需要的改良品種。但是現(xiàn)在，我們可以通過基因編輯和從頭馴化等育種新方法，將這些需要的高產(chǎn)、優(yōu)質、抗病、耐逆等優(yōu)良性狀組合在一起，精準定制出我們需要的良種。這個過程大概只需要兩三年。

那么，在這個過程中，最重要的兩個方面就是功能基因挖掘和基因編輯技術。我們在生物育種科技創(chuàng)新上的差距主要也體現(xiàn)在這兩個方面：從功能基因的識別上看，發(fā)達國家在這方面起步較早，已經(jīng)識別出了很多作物的許多重要功能基因，并都申請了專利。這就意味著只要我們使用了某些別人已獲得專利的基因進行育種和推廣，就要付給人家錢。還有就是基因編輯技術，通過什么手段去改造基因也是一種專利。如果沒有自己的基因編輯的核心技術，就相當于自己不能掌握生物育種的工具，也會被人“卡脖子”。

記者：該如何彌補這種差距？

傅向東：從科技產(chǎn)業(yè)本身看，我們必須花大力氣做基礎研究，鼓勵原始創(chuàng)新。一是要把國內(nèi)的種質資源保住、保好，又要在法律允許的范圍內(nèi)積極引進國外的優(yōu)異種質資源。有了種質資源，才能有后來盡可能多的功能基因識別。我們應該多建幾個種質資源庫，并利用好現(xiàn)有的種質庫，把種質庫變成基因庫、變成優(yōu)良性狀庫。二是要吸引和鼓勵生物、農(nóng)業(yè)科研人員，加強優(yōu)異基因的發(fā)掘與育種利用，并積極申請專利。這樣才能把未來農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的主動權掌握在自己手里。三是要鼓勵科研人員進行基因編輯技術的創(chuàng)新，加大投入去建立變革性育種技術新體系，把育種工具牢牢掌握在自己手里。

除此之外，我們還需要解決育種企業(yè)與基礎研究脫節(jié)的問題。我從事育種的這些年里，很多工夫都花在和育種企業(yè)的磨合上。一方面，很多企業(yè)不知道基礎研究進展到什么程度了，不了解，也不完全信任我們的研究成果；另一方面，我們也覺得不少企業(yè)缺乏長期的發(fā)展目標，不想投入經(jīng)費和研發(fā)力量加速育種技術升級換代，只想做外來種子的“收購商”“代理商”和“銷售商”。我想，這也是中國科學院要求我們做生物育種工作，并啟動了相應先導專項的最重要原因之一，就是希望能夠通過我們的努力，以我國當前育種中存在的重大問題和需求為導向，讓基礎研究“沉”下去，使基礎研究與育種實踐有機結合起來，并通過科企合作，使研究成果迅速轉化為生產(chǎn)力。經(jīng)過這幾年的努力，也隨著一些育種企業(yè)認識不斷地提高和實力的壯大，我們的分子設計育種工作已經(jīng)取得了一些成果。同時，也希望企業(yè)能夠盡快建立起自己的研發(fā)隊伍，加強育種投入，加強技術的創(chuàng)新儲備?，F(xiàn)在經(jīng)常有人說“中科院的像農(nóng)科院的，農(nóng)科院的像中科院的”，我覺得不能把基礎研究與育種實踐割裂開來?；A研究需要，也必須去解決育種實際中的重大科學問題，尤其是“卡脖子”的技術難題；而育種實踐中的重大需求又孕育著重大的科學發(fā)現(xiàn)。這應該是一個特殊階段的特殊歷史任務，需要我們上下游各司其職，通力協(xié)作，把我國的基礎研究做好，進行更多的原始創(chuàng)新。當然，這是個系統(tǒng)性問題，需要國家頂層設計、政府相關部門、企業(yè)，金融業(yè)、科技界等各方面的共同努力。

記者：您對未來的育種科技有哪些展望？

傅向東：今天，我們已經(jīng)基本解決了“吃得飽”的問題。下一步，育種應該瞄準“吃得好”和“吃得健康”的目標，而這些問題的解決也必須依靠現(xiàn)代生物技術加速動植物新品種選育步伐，我們已經(jīng)開始在這方面努力。比如，我們培育出抗病的品種，就能減少農(nóng)藥的使用，農(nóng)藥用的少了，就可以減輕土壤污染和水污染，保護生態(tài)環(huán)境。再比如，未來的育種很可能會和康養(yǎng)產(chǎn)業(yè)結合起來，我們可以針對糖尿病人的需求，培育低糖高纖維或者高抗性淀粉的作物品種，以滿足不同人群的健康需求。再比如，隨著信息技術、遙感技術以及人工智能的發(fā)展，未來育種會更加數(shù)字化、定制化和智能化。每個地區(qū)的自然稟賦不一樣，可能適合的種子就不一樣。那么，我們就可以先應用數(shù)字模擬技術，將這一地區(qū)的土壤、氣象、光照、水文等情況與生物育種結合起來，精準設計和創(chuàng)造出適合這一生態(tài)區(qū)需求的種子。當然，傳統(tǒng)的育種手段也不能丟棄，新品種不可能在電腦上設計、在實驗室中長出來后，就一定能種植成功的。育種新科技必須和傳統(tǒng)育種技術有機結合起來，才能發(fā)揮最大作用。

    育種行業(yè)必須關注到這些未來科技的發(fā)展方向，做好科技儲備。我國植物科學領域研究水平與國外相差不大，近幾年越來越多的年輕科學家回國，人才越來越多，我們在國際上也有了較大、較強的影響力。

    應該說，我國種業(yè)科技創(chuàng)新正處在一個十字路口，我們和發(fā)達國家都在同一起跑線上。錯過了這個重要的窗口期，未來幾十年還會落后，抓住了這個機會，我們就能迎頭趕上，把種子的未來牢牢抓在自己手中。

（來源：光明日報 記者 齊芳）