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科学技术创新孕育现代种业
日期:2023-08-20 作者: 行业新闻

  改革开放40年,中国的经济快速的提升,农业也发生了翻天覆地的变化。本报从种业、机械化、农业绿色发展的角度梳理改革开放的伟大进程,看改革开放在广袤的农村大地上恢弘呈现,看农业科学技术革新帮助亿万农民改写自身命运。

  “在科学技术进步的作用下,40年来,我国粮食单产从1978年的135公斤/亩,提高到2017年的367公斤/亩,粮食总产量由1978年的3亿吨连续迈上4亿吨、5亿吨、6亿吨台阶;肉类总产量连续20多年稳居世界第一。”中国农科院党组书记张合成用一组数据展示了农业发展成果。

  国以农为本,农以种为先,优良品种是高产的基础。40年来,种业科技取得了哪些跨越式成就,未来如何再突破?《中国科学报》为此进行了采访。

  “我佩服你忠诚于公司工作,但作为一个中国人,我们忠诚于国家与事业。”这是上世纪90年代,中国工程院院士、中国农科院生物技术研究所研究员范云六对美国孟山都公司中国区负责人说的话。

  彼时,在中国棉田里,泡在农药里都死不掉的棉铃虫,即将彻底击溃棉花产业。孟山都挟其转基因抗虫棉的抗虫增产效果非常明显之势,来中国推销。在中国农科院碰了“钉子”,就是范云六。

  “我说了,我不同意引进。作为中国人,我们要自己做。”范云六坚决地回绝,尽管她明确地知道与美国之间的差距,自己做会非常艰难。

  在她的带领下,由中国农科院生物技术所研发出了具有自主知识产权的转基因抗虫棉,合成出的抗虫Bt 基因Cry1Ab +Cry1Ac不在孟山都的专利保护权利之中,中国的棉花种业市场从此由中国人自己掌控。

  “要不是范先生的坚持,如今抗虫棉种子市场可能完全是另一番景象,上千万棉农可能因此遭受损失。”中国农科院生物技术研究所副所长、研究员张春义说道。

  改革开放初期,中国人尚吃不饱,我国科研人员首先要达成培育良种、实现高产的目标,随后又面临着一路猛进的“洋种子”的竞争压力。

  农业科技科研周期长,大田农作物育种周期为8~10年,茶、桑、果、畜、禽、水产等的育种周期为20年左右。而40年来,我国推广水稻、小麦、玉米、棉花等优良品种3万余个,近十年来审定推广品种1.5万余个;实现了主要作物品种更新换代5~6次。

  我国自主选育品种面积占比达到95%。水稻、小麦、大豆等大宗作物均为自主品种,国产转基因抗虫棉占95%以上,国产玉米品种由85%恢复到90%以上,蔬菜“洋种子”市场占有率降至13%。其中的艰辛,不言而喻。

  上世纪90年代,中国农科院作物科学研究所研究员黄长玲被选派到位于墨西哥城的国际玉米小麦改良中心学习。

  那里的育种研究机械化水平已经很高,机械数粒、机械化播种、流水线作业等各环节紧密配合;那里的管理也高效,81个高级研究人员就可以管理遍布100多个国家的试验;那里的试验规模也很大,一个课题组试验规模就达到900亩,研究人员都是开着汽车到试验田。

  而当时,国内的条件还很落后,巨大的差距冲击着黄长玲。“出国后就更爱国了,更明白了玉米育种工作的意义。作为农业科研人员,我们要育出好的品种来,为国家粮食安全和农民增收作出贡献。”他说。

  玉米高密度选育技术、单双倍体育种技术、分子标记辅助育种技术、全基因组选择技术、玉米雄花隐性不育技术选育品种需要科技力量的厚积薄发,也要与市场相结合。

  黄长玲表示:“其实有很多好品种被选育出来,但是没有发挥出理想效果,根本原因在于没有在育种伊始就与生产实际相结合、种子不易生产或产量低、生产所带来的成本高。”他主持选育的玉米审定品种19个,品种累计推广面积6500万亩,为国家增产粮食20亿公斤。

  “种业科技是农业科学技术的制高点,种业科技的40年成效成为种业成效最大的亮点。”全国政协委员陈萌山表示,通过不断的改革,我国种业全面摆脱计划经济的束缚,形成了主体多元、要素完善、竞争有序、充满了许多活力的经营格局。

  改革开放后,破除了良种繁育和供应体系的限制,良种生产销售市场化,大大促进了良种推广应用。

  大田作物良种覆盖率从上世纪70年代末80年代初的25%左右提高到目前的96%,常规品种种子商品率提高到70%以上,良种对增产的贡献从27%提高到45%。我国也已成为重要的国际种子生产基地。

  对农民来说,苹果好不好种,收益高不高?对消费的人来说,苹果好不好吃,有没有营养?山东农业大学教授陈学森一直思考着,怎么将产业问题转化为科学问题开展理论研究。

  从2011年开始,陈学森团队和美国康奈尔大学教授费章君合作,利用高通量测序及生物信息学技术,对由中国大陆沿着丝绸之路包括亚洲、欧洲、美洲等广大范围内采集的分属24个种的117份苹果种质资源,进行全基因组重测序、SNP基因型鉴定及群体遗传学分析。

  陈学森介绍,研究首次建立了多达720万个标记的高分辨率苹果SNP遗传图谱,为苹果资源研究和分子育种提供了海量有价值的基础数据。

  “富士”苹果在中国畅销30年,但一家独大,品种结构不合理也正是产业面临的问题之一。“进入新时代,人民对美好生活的需要日渐增长,我国将来需要更具特色、优质多样的苹果品种,品质与抗逆育种是果树育种的重要方向,这些研究成果为果实品质调控提供了新思路。”陈学森说。

  在品种培育方面,我国科研人员挖掘出一批优异种质资源及基因。科研人员基本完成了水稻、小麦、玉米等主要农作物的基因图谱绘制和测序工作以及猪、牛、羊等动物的基因组测序,建立中国荷斯坦牛分子育种技术体系。

  “以基因编辑为代表的生物技术、以AI为代表的信息技术等高新技术迅猛发展,第四次种业科技革命的浪潮正迎面而来。”农业农村部副部长张桃林在中国种业改革40年座谈会上表示。

  此刻,有重大育种价值的关键基因挖掘仍是农业领域的技术短板。从产业来看,作为畜禽养殖大国的我国,生猪、蛋鸡等畜禽养殖量占世界首位,畜禽遗传育种核心种源80%依赖国外进口,部分核心种源如白羽肉鸡种源进口依存度达100%、种猪为90%、种公牛为70%。