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夯实种质资源根基 打造硬核农业“芯片”

来源:科技日报2021-02-19 10:10

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  种业创新系列报道①

  编者按种子是农业的“芯片”,种业是国家战略性、基础性核心产业。随着生物技术产业的发展,世界各国在种业领域的竞争更加激烈。在这种情况下,中国种业该如何“强优势、补短板、破卡点”,如何提高种源保障能力和种业创新能力?

  我国已建立以国家长期库为核心,以区域性、专业性中期库、种质圃为支撑和原生境保护区(点)为补充的农作物种质资源保护体系。目前,国家库已保存51万份不同品种、数十亿颗珍贵的种质样本,它们在零下18摄氏度可以保存50年以上。

  “近一段时间以来,社会各界都在担心中国种业是否存在被‘卡脖子’的情况。我们判断,总体上供应有保障,风险也可控。”2月6日至7日,首届中国种业发展论坛暨种业投融资研讨会在北京、海南三亚两地连线召开,农业农村部种业管理司副司长孙好勤视频致辞时作出以上判断。

  种业是农业的“芯片”,也是国家战略性、基础性核心产业。2020年末的中央经济工作会议明确,2021年重点工作之一是解决好种子和耕地问题。要开展种源“卡脖子”技术攻关,立志打一场种业翻身仗。

  农业“芯片”真的被“卡脖子”了吗?怎样正确理解种业翻身仗?如何开展种质资源的精准鉴定,实现有效保护与高效利用?科技日报记者为此走访了有关农业种业专家。

  农业“芯片”真的被“卡脖子”了吗

  我国种业真的被“卡脖子”了吗?

  孙好勤在种业论坛上表示:中国农作物特别是粮食种子完全依靠自身能够解决,“做到了中国粮主要用中国种”;猪牛羊等畜禽及部分特色水产种源立足国内有保障;少数畜禽、水产、蔬菜等种源来自进口,部分可替代。现在中国有外资种子企业25家,市场份额仅占3%左右,进口种子在农作物育种中也仅占到0.1%。

  3%和0.1%,看起来微乎其微,为何会有“卡脖子”一说?

  记者采访中了解到,虽然我国的主粮种子基本不缺,但是经济作物,尤其是一些高端蔬菜的种子,大多依赖进口。部分地区、部分品种,“洋种子”占比甚至超过80%。

  比如,胡萝卜、菠菜、洋葱、高端番茄的进口种子占比超过90%;西兰花进口依存度超过80%;甜菜和黑麦草种子对外依存度达到95%以上……

  业内人士称,我国畜牧业、水产业、油料、饲料、蔬菜、水果等新品种的研发已呈现明显短板。

  “我理解的种业翻身仗,可能更多意味着在畜禽种业和包括高档蔬菜种子在内的农作物种子领域进行的攻坚战。”江苏省种业科技工程研究中心主任、南京农业大学农学院种业科学系主任张红生教授认为。

  张红生认为,种业翻身仗一是要解决“种源”问题,二是要解决技术创新问题。种业不仅仅是种源本身,还包含研发和生产、销售和售后服务等相关的产业,以及涉及种质资源发掘、保护与创新技术、新品种培育技术、种子生产和加工技术等。

  “应以畜牧业和蔬菜的优良品种为重点,加快科技创新、切实解决相关品种的培育和发展问题。”国务院参事室特约研究员、原农业部副部长尹成杰建议,中国应抓紧制定新的种子安全方针,制定“十四五”时期种业发展规划,将国家级的育种中心建设纳入“十四五”时期新基建的重要内容,把海南等省份的育种基地建设作为国家粮食安全的战略性基础工程。

  种质资源是农业育种创新的基础

  北方的冬小麦已经起身拔节,江淮地区开始孕穗,西南地区正在灌浆……眼下正是小麦生长的大好时节,江苏省农作物种质资源中期库常务负责人、省农科院种质资源与生物技术研究所研究员颜伟格外关心今年小麦的长势。

  颜伟告诉记者,长江中下游一直是小麦赤霉病流行和暴发的区域,这种病堪称小麦“癌症”,至今没有特效药物根治,并且正在向其他麦区蔓延。因此,在种质资源库中寻找抗性基因成为科学家的希望。

  “前年,我国科学家在‘苏麦3号’‘望水白’等长江中下游抗病品种中找到了关键基因Fhb1,为战胜小麦赤霉病提供了有力的武器。”颜伟介绍说。

  目前,科学家通过分子标记辅助选择的方法,将Fhb1导入到中高感赤霉病小麦品种中,这些品种的抗病能力可提高76%。

  如果说“种子是农业的芯片”,那么种质资源则是芯片的芯片,没有种质资源,农业育种创新将成为无源之水。

  宝华玉兰处于濒危,中华水韭濒危,野大豆渐危,稻麦农家品种难觅踪影……近年来,地方品种和野生种受到挤压,地方种质资源丧失的风险不断加大。

  为此,农业农村部于2015年启动了第三次全国农作物种质资源普查与收集行动,抢救性收集保护农作物地方种质资源。颜伟表示,科学家要与时间赛跑,抢在资源消失之前,抢救性保护地方特色资源,确保资源不丧失。

  据颜伟介绍,我国已建立以国家长期库为核心,以区域性、专业性中期库、种质圃为支撑和原生境保护区(点)为补充的农作物种质资源保护体系。

  目前,国家库已保存51万份不同品种、数十亿颗珍贵的种质样本,它们在零下18摄氏度可以保存50年以上。

  中期库承担着地方种质资源的收集保护、繁殖鉴定和分发共享的任务。以江苏库为例,已收集保存各类种质资源5.3万份,对外发放共享5.7万份次,相关单位利用这些资源培育新品种(系)120多个,累计推广10.3亿亩。

  加强对种质资源的鉴定评价研究

  进入21世纪以来,“以资源为基础,以基因为核心,以品种为载体”的生物技术产业正在逐步形成,世界范围内对种质资源的争夺更加激烈。

  在科幻大片《流浪地球》中,种质资源成为维护地球生物多样性、保障人类粮食安全和支撑农业可持续发展的“希望的火种”。

  但是,要让这些种质资源成为农业种业的振兴之宝,最终还要依靠科技的力量。

  “对于育种人来说,没有坏的种质资源。”颜伟告诉记者,种质资源库中收集的大多数品种,可能看起来品相不好、产量不高或某些抗性不强,难以直接利用,但其中蕴含着丰富的遗传多样性,需要通过基因组学与表型研究手段,挖掘优异基因,比如优良食味水稻、抗赤霉病小麦、抗豆象绿豆等。

  颜伟建议,应加强对种质资源的鉴定评价研究,“我们是资源大国但不是资源强国,储藏资源中经过深度鉴定评价的不足10%,在优异资源的发掘利用方面与发达国家存在较大距离”。

  同时,颜伟也认为,对51万份种质资源全部开展精准鉴定的成本太高,近期既无必要,也不可能。

  他建议,一方面要通过构建核心种质群,以较少的代表性核心种质替代种质库中遗传资源,开展精准鉴定和遗传研究,减小样本规模;另一方面要组建全国性协作组,分工协作,不同地区、不同部门围绕本地区产业需求,针对性开展相关性状的精准鉴定和深入评价;同时,随着产业的发展和育种目标的变化,鉴定的性状和要求也会作相应的调整,因此需要有计划分步骤地开展相关作物性状鉴定评价工作。国家除了继续深入开展主粮种质资源关键性状优异基因的发掘,近期应重点支持玉米、大豆以及蔬菜、花卉、畜禽种质资源的精准鉴定和育种关键技术、关键环节研究。

  此外,目前,我国种质资源的多样性仍然不够丰富,51万份农作物种质资源80%来自国内,而美国保存的农业植物种质资源59万份,80%来自海外。有关专家建议,要进一步对外开放,有目的地从多样性中心和富集地区引进我国稀缺的优质资源。

  (记者 张 晔)

[ 责编:涂子怡 ]
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