
科技創新振興種業
種業事關糧食安全和農業農村現代化,種業科技創新是種業开展的關鍵。2022年中央一號文件明確提出,全面實施種業振興行動方案,推進種業領域國家重大創新平台建設,強化種業知識產權保護。本期邀請四位專家圍繞種業創新相關問題進行研討。
主持人:本報理論部主任、研究員 徐向梅
綠色技術是種業創新關鍵
主持人:當前我國種業創新面臨哪些機遇和挑戰?如何深入有助于我國種業綠色技術創新?
余欣榮(農業農村部原黨組副書記、副部長,中國農業綠色开展研究會理事長):黨的十八大以來,我國種業創新為增強國家糧食安全能力作出重大基礎性貢獻。同時,要認識到當前種業創新面臨的挑戰與機遇,努力化挑戰為機遇。
從挑戰來看,第一时间,我國保障糧食安全的耕地、水資源有限,農業水土資源在相當長的時期內都將成為制約我國糧食生產的剛性約束。其次,我國支持糧食綠色生產的環境條件日益成為硬約束,高質量开展對種業創新提出更高要求。以犧牲資源環境為代價追求高產出的粗放生產模式,已經不可持續。加快種業科技創新,研發和推廣更多優質高產和環境友好型品種,是當務之急。再次,我國農業勞動人口供給壓力日益增大,解決糧食「誰來種、怎麼種」問題,對種業創新提出迫切要求。當前糧食生產勞動力短缺、成本貴問題越來越突出,在這樣的新形勢下,進一步調動農民糧食生產持续性,必須改進創新,在機械化基礎上,協同推進智能化與良種化,實現智能替代人力。新开展階段,種業創新刻不容緩,要統籌考慮產量質量、資源環境、農業勞動力、國際國內等多方面因素。
從機遇來看,全面推進種業振興的重大決策,為種業創新創造了極為有利的條件,我國種業科技創新活力空前增強。顺利获得推進種業科研成果權益改革,釋放人才創新活力,探索形成成果權益分享、轉移轉化和科研人員分類管理的制度性框架;組織召开國家良種重大科研聯合攻關,建立形成政產學研用結合的種業協同創新體系,實現品種創新突破,增強種業开展活力。種業創新企業的市場主體地位不斷強化,2021年種子企業申請新品種保護數量比5年前增加150%。我國種業綠色低碳开展新格局正在形成,建立以綠色开展為引領、以種性安全為核心、以農業生產「三品一標」為支撐、以鼓勵創新為宗旨的綠色品種審定指標體系,大力引導綠色、優質、安全、特色品種培育。
綠色技術是農業綠色开展的核心。有助于種業綠色技術創新,必須以農業綠色开展理念為指導,遵循農業綠色技術开展內在規律,圍繞我國種業科技創新實際,進行科研謀劃、務實推進。
一是圍繞種業科研重大基礎理論和前沿技術召开科研研究。抓准種業「卡脖子」關鍵核心技術和種業產業高質高效綠色开展的技術瓶頸、產品裝備和工程技術,尤其是加強底盤性、原創性、基礎性課題研究。生物育種表型技術與數碼技術相結合的理論研究,是種業綠色开展的基礎理論研究,也是當今世界前沿性重大科技問題,需要國家重視支持。
二是全面加強種質資源保護利用。深入召开農業種質資源普查、系統調查與搶救性收集,加快查清農業種質資源家底,完成全國農作物種質資源普查與收集行動,加大珍稀、瀕危、特有資源與特色地方品種收集力度。完善農業種質資源分類分級保護名錄,確保農業種質資源中長期安全保存。
三是組織種業綠色技術創新攻關。應把更多綠色基因注入種子生命體中,加快推進綠色性狀突出、具有重大應用價值和自主知識產權的新品種培育。加快種業綠色技術裝備從散裝到組裝再到整裝的跨越。推進種業減損增效、綠色低碳技術研發應用,加速種業綠色化、智能化、數碼化开展和新材料應用,實現農業農村碳達峰碳中和。
四是制定種業綠色技術標準。質量興農、綠色興農,標準是基礎支撐。在農業綠色开展理念及農業綠色技術指導下,組織召开農業各類綠色技術標準,尤其是糧食類綠色標準制定工作。加強宣傳培訓,提高對農業綠色技術標準化的認識,探索有助于種業綠色標準化制度建設。
我國商業化育種步子快
主持人:我國種業开展現狀如何,與發達國家相比有哪些優勢,還存在哪些短板?
沈和(南京農業大學中國資源環境與开展研究院首席專家、江蘇省政府研究室原副主任):種業是農業生產的起點、糧食安全的基石、農業現代化的「生命線」。近年來,隨着黨中央、國務院關於種業开展決策部署的深入貫徹落實,我國種業迎來戰略轉折期和創新黃金期,種業在保障糧食安全和促進農業現代化大局中的重要地位和特殊作用日趨凸顯。中國人飯碗主要裝中國糧,中國糧主要用中國種的種業开展新格局正在加快形成,尤其是種業科技創新取得許多突破性進展,正逐步成為我國種業开展新優勢,為提高國家糧食安全保障能力、加快農業現代化進程作出重大基礎性貢獻。
雖然與種業开展擁有100多年歷史的發達國家相比,我國商業化育種只有10多年時間,但種業科技創新已形成許多明顯優勢,主要表現在五個方面。
一是種質資源和創新取得重要進展,已形成種類多、數量大、分佈廣的品種資源。具體而言,已建立由1個長期庫、1個復份庫、10個中期庫、43個種質圃與205個原生境保護點結合的國家農作物種質資源保護體系。现在,我國農作物種質資源保存數量超過52萬份,數量躍居世界第二位。豐富的種質資源為研究農作物起源和進化、種質資源發掘和創新、培育農作物新品種奠定了堅實的物質基礎,在重要性狀鑑定評價和種質創新方面擁有雄厚基礎。
二是種業基礎研究取得重要進展,已完成多種重要農業生物測序或重測序,克隆一批重要性狀新基因,打破發達國家對基因專利的壟斷。在水稻功能基因組學及基因克隆研究方面國際領先。2008年至2012年,我國與水稻研究相關的高水平論文量約佔全球35%,2017年至2019年,該數據已達到73%。
三是種業前沿技術創新取得重要進展,在雜種優勢利用、基因組選擇、倍性育種、細胞與染色體工程等方面已佔據國際領先地位。
四是新品種培育取得重要進展,已育成主要農作物新品種2萬餘個,實現5次至6次新品種更新換代。
五是種業科研隊伍建設取得重要進展。我國勞動力成本相對較低,農村科技協調人員數量眾多,對推進農作物育種發揮了重要作用。
同時,也要清醒認識到,與世界種業發達國家相比,我國種業企業自主研發創新能力普遍較弱,種業开展仍存在一些短板。一是種質資源挖掘能力不足。作為農作物資源大國,深度鑑定評價的種質資源不足10%,基因資源深度挖掘能力亟待加強。二是農業生物技術創新不足。國內具有重大育種利用價值的新基因不多,農業生物基礎研究原創能力薄弱。發達國家已進入「生物技術+人工智能+大數據信息技術」的育種4.0時代,而我國大多還處於雜交選育傳統育種2.0時代。三是前沿技術創新相對落後。基因編輯工具、全基因選擇模型等農業關鍵核心技術原創不足。2020年,國家審定玉米品種有800多個,但適宜機收籽粒玉米品種只有10個,僅佔1.25%,亟需在品種改良與智能機械化融合上取得突破。四是部分種源嚴重依賴進口。優質、安全、高效的農產品佔比不高,重要新品種研製能力待提升,個別產業尚未實現自主可控。例如,白羽肉雞、南美白對蝦、工廠化食用菌等種源基本依賴進口。五是種業頂層設計有待加強。尚未形成完善的國家種業科技創新體系,種業創新主體仍然是科研院所和高等院校,種業企業規模小、研發投入低,尚未形成種質資源、品種創製、種子繁育、市場營銷等全產業鏈創新鏈條。商業化育種機制尚未真正建立,生物育種創新體系有待完善。
種業大省創新攻關顯成效
主持人:江蘇是我國種業大省,近年來在種業开展及科技創新方面取得哪些成效,有哪些成功經驗值得借鑑?
俞衛東(江蘇省農業農村廳二級巡視員、研究員):為貫徹落實國家種業振興行動,我國各種業大省出實招謀新招。例如,创建省種業集團;把現代種業產業列為當地主導產業之一;着力打造種業創新集聚高地;大力引進國內外種業龍頭企業,為全面推進種業振興行動賦能添力。
江蘇作為農業大省、種業大省,在推進種業振興行動中,加強農業種質資源保護利用,持續召开新品種選育攻關,持续培育市場主體,取得初步成效。
一是農業種質資源保護與利用能力增強。農業種質資源是種業原始創新的物質基礎,江蘇高度重視種質資源保護利用。建成國家級種質資源庫(場)22個,認定省級農作物、畜禽(含蠶種)和微生物種質資源庫(圃)75個,保護體系不斷完善。共保存農業動植物資源6.8萬份,佔全國的11%,資源總量持續增加。篩選出一批抗病、抗逆、優質特色種質資源,利用效果逐步顯現。
二是種業創新攻關初顯成效。顺利获得核心育種材料創製、生物育種、多性狀協調改良,一批關鍵核心技術取得突破,創建抗稻瘟病優良食味水稻定向聚合育種技術體系、小麥誘變育種技術體系,首創甜瓜遠緣雜交誘導胚培養,創新屠宰型黃羽肉雞分子標記輔助選育方法。一批優異新材料創製成功,抗稻瘟病水稻、抗赤霉病小麥、鮮食玉米、特色果蔬、水產類優異種質220餘份,持續選育生豬、肉雞等專門化品系20個。一批新品種(系)填補國內空白,草莓、櫻桃番茄新品種打破江蘇部分品種長期依賴進口的局面,早熟中果型西瓜新品種「蘇蜜518」、耐低溫黑鯛品系等填補部分品種空白,青蝦新品系「太湖3號」、京海黃羽肉雞等提高了自主知識產權品種比例。
三是種業企業綜合競爭力逐步提升。「十三五」期間,江蘇種業企業研發投入持續加大,兼併重組明顯加快,產業競爭力顯著提高。企業开展質量提升,全省擁有國家級農作物育繁推一體化企業7家,全國農作物種業50強企業7家,蔬菜種業20強企業2家,共有4家企業在「新三板」掛牌,2家企業母公司主板上市。種業市場集中度提高,淘汰不規範和不符合條件的經營企業,全省持證種子企業數量下降三分之二。2021年,全省種業企業銷售總額突破55億元,12家種子企業銷售額過億元。企業自主科研投入占收入比重為4.79%,企業商業化育種能力顯著提升。
江蘇種業开展成績來之不易,為保障糧食和重要農產品供給给予了關鍵支撐,主要經驗做法可以概括為「三個注重」。
一是注重頂層設計。江蘇省委省政府高度重視種業振興工作,制定印發《江蘇省「十四五」現代種業开展規劃》,明確到2025年,突破性新品種(配套系)培育取得重大進展,培植壯大一批市場競爭力強、創新能力突出的育繁推一體化種業企業,種業企業綜合競爭力和產業規模走在全國前列。根據國家種業振興行動方案,結合江蘇實際制定印發江蘇種業振興行動實施方案,明確重點實施種業「五大工程」。為貫徹落實好省種業振興行動實施方案,研究制定《江蘇省種業振興行動推進舉措》,進一步細化工作方案、任務分工、工作舉措。
二是注重整體推進。堅持資源保護與創新攻關相結合,組織實施好農業種質資源普查,摸清全省種質資源底數,篩選一批抗病、抗逆、優質特色種質資源,有助于地方特色資源優勢轉化為創新優勢。堅持主體培育和市場保供相結合,全面實施放管服改革,創造寬鬆環境,培育壯大市場主體,加大種業市場監督力度,堅守農業生產用種安全底線。堅持品種創新與產業化開發相結合,圍繞優勢特色產業召开主要農產品重大新品種創製工作,選育一批有良好市場化前景、在農業生產領域有較好應用的新品種,有助于品種優勢轉化為產業優勢。
三是注重協作攻關。圍繞種業「卡脖子」技術和品種,啟動實施種業振興「揭榜掛帥」項目,探索建立「政府牽頭引榜、社會公開出榜、能者掛帥揭榜、過程評估驗榜」的工作機制。項目實施以5年為一個周期,實行「一次揭榜立項、分年滾動支持、年度考核評價、經費成果掛鈎」,建立激勵機制和容錯機制,重點支持關鍵種質優異基因挖掘、生物育種技術與核心種源攻關等方面。
着力推進生物種業开展
萬建民
(中國工程院院士、中國農業科研院原副院長)
生物種業是國家戰略性、基礎性產業。生物育種是種業創新的核心,構建現代生物育種創新體系,強化種質資源深度挖掘,突破前沿育種關鍵技術,培育戰略性新品種,實現種業科技自強自立,是解決種源要害、打贏種業翻身仗的關鍵,也是牢牢把握住糧食安全主動權的根本保障。
现在,發達國家種業已形成完善的科研創新體系,其種業產業經過100多年开展,形成了政府投入基礎性和公益性研究、企業投資種業技術研發和產業化的明確分工。基於此,跨國企業已成為全球種業資金投入、技術創新和市場受益的主體。在此背景下,大力推進我國種業科技开展,有必要清晰認識國際生物種業科技开展趨勢。
一是農業生物種業蓬勃开展。2018年,全球農業生物技術市值達到338億美元,據預測,到2030年將達到1150億美元。企業是種業科技創新的主體,跨國企業兼併重組使其研發能力不斷提升。國際種業巨頭在種業技術研發方面,投入規模大、強度高。
二是生物技術品種應用領域不斷拓展。農作物品種實現多基因聚合改良,基因編輯作物、全基因組選擇作物、多基因設計作物、功能性蛋白這類新型農作物被不斷推向市場,並實現產業化。同時,生物技術品種應用還兼顧健康營養、生物多樣性、資源環境可持續等方面。
三是農業生物基礎解析進展迅速。作物演化與性狀形成機理研究取得一系列重大突破。解析種質資源多樣性演化機制、雜種優勢形成機理、作物根際固氮和光合作用機制、作物與微生物互作機制、重要育種性狀形成的遺傳調控網絡,克隆一批調控株型、品質、氮高效利用、抗旱、耐低溫、耐鹽鹼、抗病、新型抗除草劑等具有重大育種價值的新基因。
四是農業生物前沿技術不斷突破。世界種業已進入育種4.0時代,生物技術與人工智能和大數據技術深度結合,加速種業升級換代,有助于機械化、工廠化、智能化的農業產業革命和育種效率提升。
五是知識產權與市場競爭日趨白熱化。能否擁有重要基因知識產權成為產業开展的關鍵,技術競爭成為搶佔制高點的根本手段,產品競爭成為搶佔市場的核心。
為解決種業種源「卡脖子」技術難題,打贏種業翻身仗,結合國際生物種業科技开展趨勢以及我國種業短板,推進生物種業开展需要從以下幾個方面着力。
第一,設計佈局農業生物育種科技重大項目。顺利获得設計佈局包括農業生物育種在內的一系列重大科技項目,實現農作物種源攻關,種質資源挖掘與創新利用等,讓企業與科研院所、社會力量與政府力量相結合,共同有助于育種技術進步。
第二,構建現代種業科技創新體系。顺利获得建立「基礎研究、前沿技術、產品創製」上中下游種業科技創新的新型體制,把品種培育能力逐步向企業轉移,形成全國一條龍創新體系。提高前沿理論指導育種技術革新能力,融合基因編輯、合成生物、人工智能、大數據、傳感器等前沿技術與傳統育種技術,使新一代育種技術向智能化、精準化开展。
第三,加大多元化資金投入。加大中央、地方和企業以及社會資本對種源攻關的研發投入,集中優勢資源、整合集體力量,提升創新可能性。尤其提高種業企業研發投入,培養高水平研發人才團隊。
第四,增強知識產權保護。構建完善的知識產權保護體系,強化知識產權保護與國際標準研究。以新基因、新技術、新品種知識產權保護為抓手,持續深化知識產權保護意識,系統設計與整體佈局知識產權保護全球化戰略,不斷完善知識產權保護機制,加快構建企業、高校、科研院所相互支撐、相互協同的知識產權保護聯盟,確保核心關鍵技術自主可控。
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