通過生物育種引領(lǐng)我國科技競爭力提升
摘要: 在“十四五”開局之時(shí),“生物育種”等詞匯再度引起熱議。
在“十四五”開局之時(shí),“生物育種”等詞匯再度引起熱議。
“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)建議將生物育種列入強(qiáng)化國家戰(zhàn)略科技力量、堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的重要發(fā)展方向。
日前召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議提出,2021年要解決好種子和耕地問題,要尊重科學(xué)、嚴(yán)格監(jiān)管,有序推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。要開展種源“卡脖子”技術(shù)攻關(guān),立志打一場種業(yè)翻身仗。
種業(yè)應(yīng)對機(jī)械化規(guī)?;r(nóng)業(yè)新需求
作為一個(gè)擁有14億人口的國家,吃飯始終是個(gè)大問題。
“我國的基本國情是人口多、土地和淡水資源不足,生態(tài)環(huán)境脆弱,這些基本國情決定了糧食安全問題將長期存在,長遠(yuǎn)實(shí)現(xiàn)糧食總量的平衡和保障食物安全仍是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)?!敝袊茖W(xué)院院士、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育研究所研究員李家洋在2020年12月29日舉辦的第九屆全國媒體轉(zhuǎn)基因報(bào)道沙龍上表示,種子是糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)高效的核心,種業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。
本屆沙龍由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技教育司指導(dǎo),北京科技報(bào)社主辦,北京科技記者編輯協(xié)會(huì)承辦。
生物育種,包括分子標(biāo)記育種、轉(zhuǎn)基因育種、基因(組)編輯育種、設(shè)計(jì)育種等前沿?zé)狳c(diǎn)技術(shù)。目前,分子標(biāo)記育種已經(jīng)在我國廣泛應(yīng)用,但后面幾種技術(shù)尚未進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。
“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式需要相應(yīng)的供給技術(shù)?!敝袊r(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所所長李新海表示,以玉米為例,我國農(nóng)業(yè)以前都是小農(nóng)戶、戶均耕種面積小、靠人工作業(yè)為主,喜歡的品種是高稈大穗,不同的地塊種植的品種也不一樣、收獲時(shí)間不同,導(dǎo)致收獲的玉米籽粒商品性也缺乏一致性;此外,如果人工收獲的時(shí)候發(fā)現(xiàn)感染病菌的玉米穗,可以直接扔掉。而美國在上世紀(jì)90年代農(nóng)業(yè)的耕種管收就基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化,需要耐密抗倒伏、抗蟲耐除草劑的品種,要研發(fā)這樣的品種僅僅靠玉米種質(zhì)資源內(nèi)部的基因是解決不了的,就得從微生物質(zhì)中開發(fā)新的基因來源,而微生物的基因要想導(dǎo)入到玉米之中,靠著傳統(tǒng)的雜交技術(shù)是實(shí)現(xiàn)不了的,這種情況下轉(zhuǎn)基因技術(shù)就被應(yīng)用了。
李新海比較了我國和美國玉米生產(chǎn)的單產(chǎn)和成本,2016、2017、2018三年我國玉米平均單產(chǎn)404公斤,美國是789公斤,我國只相當(dāng)于美國的51.5%左右;每畝地生產(chǎn)成本我國大概是1045元,美國大概是756元。這些差距造成了進(jìn)口的玉米在遠(yuǎn)涉重洋、繳納各種稅費(fèi)之后仍然比國產(chǎn)的玉米價(jià)格低。
在李新??磥?,生產(chǎn)區(qū)的光溫資源分布、土壤條件、逆境影響、技術(shù)水平,以及玉米生產(chǎn)規(guī)?;?、機(jī)械化都是導(dǎo)致差距的原因;但從整個(gè)生產(chǎn)技術(shù)角度來看,品種還是第一要素,規(guī)?;?、機(jī)械化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和小農(nóng)戶生產(chǎn)方式對品種的要求是不同的。
“我國城市化和人口老齡化導(dǎo)致勞動(dòng)力減少,迫切需要輕簡化、集約化品種。”李家洋表示,此外,隨著人們生活質(zhì)量提高,高質(zhì)量、專用型農(nóng)產(chǎn)品匱乏,也對品種提出了新要求?!拔磥淼霓r(nóng)業(yè)特征是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)、高效安全、農(nóng)業(yè)工業(yè)化。我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)到了加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的新階段,必須更加依靠科技實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),源源不斷地為農(nóng)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效提供強(qiáng)大動(dòng)力,為農(nóng)業(yè)插上科技的翅膀?!?/p>
產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)生物育種競爭和發(fā)展
作為民生基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè),在世界各國都是重中之重。
一位轉(zhuǎn)基因研發(fā)企業(yè)專家表示,“當(dāng)前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,正在蓬勃迅猛發(fā)展。發(fā)達(dá)國家在加強(qiáng)生物育種技術(shù)創(chuàng)新、加大新品種研發(fā)力度上不斷加碼積極布局,搶占國際市場先機(jī),生物育種技術(shù)已經(jīng)成為世界上許多國家搶占科技制高點(diǎn)增強(qiáng)國際競爭力的戰(zhàn)略重點(diǎn)?!?/p>
“美國提出‘作物2030’的研究項(xiàng)目,包括三個(gè)研究方向:第一是將重要農(nóng)藝性狀形成遺傳和分子基礎(chǔ)、實(shí)現(xiàn)作物精準(zhǔn)改良;第二是新的轉(zhuǎn)化和再生技術(shù),包括轉(zhuǎn)基因技術(shù);第三是運(yùn)用各種各樣的現(xiàn)代生物學(xué)研究技術(shù),包括基因組學(xué)、傳感技術(shù)、納米技術(shù)、合成生物學(xué)和微生物技術(shù)為種業(yè)打基礎(chǔ),做加速器?!崩罴已蟊硎?。
“以美國市場為例,種子技術(shù)的改良占到了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)貢獻(xiàn)率的大約60%,其他所有技術(shù)的貢獻(xiàn)大約占40%?!崩罴已蟊硎?,在中國,種子技術(shù)對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率為40%左右,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)還有很大的提高空間,優(yōu)良種子帶來的增產(chǎn)增收效益將促使種植者提高相應(yīng)種子支出。
十九屆五中全會(huì)提出把科技自立自強(qiáng)作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐,把生物育種列為強(qiáng)化國家戰(zhàn)略力量重點(diǎn)發(fā)展的八大前沿領(lǐng)域之一。不久前召開的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議又提出“要尊重科學(xué)、嚴(yán)格監(jiān)管,有序推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。要開展種源‘卡脖子’技術(shù)攻關(guān),立志打一場種業(yè)翻身仗?!?/p>
李新海介紹,美國、法國等國家種業(yè)經(jīng)歷百余年的發(fā)展,形成了政府投資的基礎(chǔ)性和公益性研究、企業(yè)投資的種業(yè)技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的體系,分工明確;同時(shí),它們的知識(shí)產(chǎn)權(quán)明晰,管理體系健全,形成成熟的現(xiàn)代種業(yè)科技創(chuàng)新體系。
“美國企業(yè)研發(fā)投入約占全國研發(fā)投入的70%,如原孟山都公司年研發(fā)支出超過10億美元,占比保持在10%以上;各州農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站投入經(jīng)費(fèi)19%左右也來自企業(yè)贈(zèng)款。”李新海說。
李新海介紹,在美國等發(fā)達(dá)國家,政府通過建立國家實(shí)驗(yàn)室、重大科研基礎(chǔ)設(shè)施等大平臺(tái),專注于種業(yè)科技基礎(chǔ)研究與前沿技術(shù)創(chuàng)新;孟山都、巴斯夫等種業(yè)企業(yè)通過建立高通量、精準(zhǔn)高效的工程化育種平臺(tái)和生物育種大數(shù)據(jù)平臺(tái),將前沿技術(shù)融合應(yīng)用育種,實(shí)現(xiàn)自身快速成長;國際玉米種業(yè)科技創(chuàng)新形態(tài)形成從種質(zhì)資源、育種技術(shù)、品種選育、規(guī)模化制種、種子加工,到種子經(jīng)營的流程化特點(diǎn),前沿技術(shù)突破、多學(xué)科技術(shù)交叉融合,帶動(dòng)生物種業(yè)產(chǎn)業(yè)向知識(shí)密集型、高新化方向發(fā)展,種子生產(chǎn)融合種子、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。
“中國在植物科學(xué)和作物科學(xué)的基礎(chǔ)研究方面在世界上是非常強(qiáng)的,很多方面我們是領(lǐng)先的,比如水稻是領(lǐng)先的,我們有好多方面在國際上也差距不大?!崩罴已蟊硎?,雖然我國的一些關(guān)鍵技術(shù)確實(shí)落在后面,特別是那些重要的控制性技術(shù),比如基因編輯,最核心的技術(shù)在歐美手里,對我們是有一定影響的,但是中國科學(xué)發(fā)展很快,特別在植物基因編輯技術(shù)方面我們有很多專利,在一定程度上能夠支撐我們,從這個(gè)角度來說,只要我們國家在這方面放開,我們并不擔(dān)心技術(shù)被壟斷。
李家洋認(rèn)為,有些方面即使目前我國還沒有做到國際最強(qiáng),但并不是不能產(chǎn)業(yè)化的理由?!笆謾C(jī)、空調(diào)、家電,所有這些工業(yè)產(chǎn)品哪一個(gè)不是在產(chǎn)業(yè)化過程中跟國際上學(xué)習(xí)發(fā)展、競爭、超越的,如果我們因?yàn)閾?dān)心害怕就不去做這個(gè)事,就永遠(yuǎn)不可能做成。最核心的還是產(chǎn)業(yè)能不能引領(lǐng),因?yàn)樗械募夹g(shù)發(fā)展都是由社會(huì)需求和產(chǎn)業(yè)牽引的?!?/p>
“我的觀點(diǎn)是要用產(chǎn)業(yè)來帶動(dòng)研發(fā),這樣用不了5年、10年中國肯定在國際上領(lǐng)先,比如基因編輯,只要我們國家能有一套監(jiān)管體系讓大家覺得能做研發(fā),例如像歐美那樣的監(jiān)管,相信5~10年時(shí)間我們肯定能夠成為在市場上最強(qiáng)的領(lǐng)先者?!崩罴已蟊硎尽?/p>
生物育種






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