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立足自主创新,抢占国际生物育种新高地

2022-04-28   生命时报   阅读量:41

    去年,商务部印发的《关于做好今冬明春蔬菜等生活必需品市场保供稳价工作的通知》引发了网友热切讨论,甚至被部分网友过度解读,并引发多地抢购潮,米、面、油、菜等物资成为不少人抢购重点。后来经过辟谣,抢购风波渐渐平息,但也深刻反映出一个道理,那就是“手中有粮,心中不慌”。

    我国是一个14亿人口大国。据预测,到2030年,粮食产量必须比目前提高15%、肉蛋奶产量提高30%至50%才能满足国家对食物的需求。近年来,我国粮食进口持续增加,2020年进口量已超过我国粮食总消费量25%。因此,粮食安全不容忽视。

    2021年召开的第二十三届中国科协年会上,中国工程院院士、中国作物学会理事长万建民就表示,确保国家粮食安全是国家的重大需求,而种业是确保粮食安全的重要源头。目前,良种对我国粮食增产贡献率达到45%,必须重视发展生物育种和育种科技,如此才能“把中国人的饭碗牢牢端在自己手中”。

    当前,世界种业已进入到“常规育种+现代生物技术育种+信息化育种”的育种4.0时代,大幅度提高了育种效率,使育种工作实现了由“经验”向“科学”的转变。特别是生物育种,它是农业科技现代化的重要标志,同时也是国际科技竞争的一个焦点。抢占生物育种技术及其产业发展制高点,已成为世界各国增强农业产业核心竞争力的重大战略选择。

    转基因作物可减少农药使用量,降低劳动力成本,改革耕作栽培制度,在提高农产品产量与质量等方面效益显著。转基因种子市场价值1996年(即转基因商业化种植的第一年)是1.5亿美元,目前已达到220亿美元。而全球转基因种子市场份额占比已超过54%,成为种子市场的重要组成部分。

    但转基因种子市场在各国并不均衡。其中美国已经推广转基因玉米和大豆品种20多年,转基因玉米、大豆种植比例均超过90%,在抗性、产量、成本方面明显优于我国品种。我国玉米、大豆单产水平只有美国的60%左右。

    在产品储备方面,我国转基因产品研发仍以跟踪模仿为主,从基因克隆到产品设计开发的原创性产品较少。转基因大豆、玉米以抗虫、耐除草剂等单一性状为主,多基因叠加品种短缺,缺乏含有多个抗虫基因、不同耐除草剂基因的复合性状品种。另外,针对我国未来农业发展面临的水资源短缺、极端气候变化等问题,抗旱、耐盐碱、抗逆等功能基因研究和产品创制尚未实现重大突破。在基因资源方面,随着多个重要物种全基因组测序的相继完成,基因组学研究得到迅猛发展,世界各国和跨国公司均加大力度开展基因功能基础研究,争夺知识产权。美国聚焦有重要育种价值的抗病虫、抗逆、资源高效利用、产量、品质等相关基因,抢占生物技术核心,基因专利位居第一,远远超过其他国家。

    当然,我国在系列科技计划的支持下,已经形成了自主基因、自主技术、自主品种的创新格局,实现了由跟踪国际先进水平到自主创新的跨越式转变,显著提升了我国生物技术的国际竞争力。但总体来说,我国在生物育种方面,无论是技术成熟度、复杂度、协同度都与美国等较为先进的国家存在明显差距。

    万建民院士认为,中国在基因编辑、合成生物学、全基因组选择、分子设计和人工智能育种等新兴交叉领域技术研发方面短板明显,原始创新能力不足,缺少重大突破性的理论和方法,关键技术与战略性产品研发水平相对较低,国际竞争力优势相对较弱。

    目前,我国已是全球最大的生物育种专利申请国,但生物育种本身的发展短板依然十分明显。比如国外大豆育种已广泛利用分子辅助选择等现代育种技术,有效提高了育种效率。而我国大豆育种则基本上是常规育种,在育种效率和对具体性状的精确改良方面明显落后。核心技术方面,以基因编辑育种技术为例,TALEN和CRISPR是基因编辑育种的发展方向,我国虽然在相关技术的应用方面有一定突破,但尚未取得平台技术的核心专利。

    我国要缩小生物育种方面与先进国家的差距,除了需要继续通过各类重大科技计划给予支持之外,还有必要找准自身在生物育种方面的薄弱点,瞄准生物育种未来的技术发展潮流或方向,立足自主创新,努力突破一批核心技术、关键技术,增强原始创新能力。同时,还可以大力建设国家级的大型育种平台,强化产品研究和示范推广,培育有创新能力的新型企业,实现上中下游一条龙的育种创新体系。

    当前,我国生物育种研究和应用脱节严重。种质资源、育种技术等主要集中在科研教学单位,而品种筛选与性能测定、繁育与生产加工、营销与技术服务资源主要集中在企业。在这方面,国家应从顶层设计方面考虑,破解中国种业研发和推广脱钩的历史积弊,同时有意识推动大的国有农化企业间的联合以及种业上市企业之间的联合,并通过多种形式支持国内一些具备条件的企业发展成“种业航母”,争取在与国际种业巨头的竞争中占得先机,从而有效保障国家的种业安全。▲(罗中云 资深媒体人)