
核心提示
種子被譽為農業的『芯片』,是農業高質量發展的關鍵。
今年的中央1號文件再次聚焦種子這個『要害』,明確提出要大力推進種源等農業關鍵核心技術攻關,打好種業翻身仗。
4月10日,習近平總書記在海南省三亞市考察調研時強調,種子是我國糧食安全的關鍵。只有用自己的手攥緊中國種子,纔能端穩中國飯碗,纔能實現糧食安全。種源要做到自主可控,種業科技就要自立自強。這是一件具有戰略意義的大事。
一粒種子可以改變世界,一項技術能夠創造奇跡。
誠然,一粒種子的誕生是漫長的過程,既需要前期拉網式的種質資源收集、儲備,也需要高水准的研發、利用。作為農業大省、全國糧食主產省,遼寧省的種業創新做法怎樣,成效如何?誕生了多少新品種,又有多少已深植於廣袤大地?近日,我們邀請到業界專家,請他們從專業角度,與我們共話遼寧『種子誕生記』,並對遼寧省未來種業振興建言獻智、把脈開方。
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話題
難度:
一粒好種子的誕生,要過幾道關?
一粒小種子,連著『國之大者』,關系國家糧食安全。我們都知道,種業創新篳路藍縷,研發工作常常要幾年、十幾年,甚至是幾代人接續努力。那麼,這個研發過程到底有多難?其間會遇到哪些問題?相關育種人員為之付出哪些努力?
陳溫福:育種是生命科學的一部分,任何生物,包括植物、動物、微生物通過萬年甚至億年的進化後,穩定下來的性狀都是有用的,要改變某個性狀,何其艱難。種子像我們人類一樣,呼吸吐氣,需要陽光、養分和水分。但與人類不同的是,種子不能說話,不會表達,要想摸清楚其特性,只有不斷觀察、實驗、摸索。我做育種工作以來,從來沒有休息日,尤其節假日更是忙在一線。可即便是這樣,要選育出一個好品種,也需要十幾年甚至幾十年的時間,有的育種家窮其一生可能也育不出一個好品種來。應該說,育種是一場幾代人接續奔跑的接力賽,是幾代人共同努力的結果。
張奎男:作物田間育種試驗中,育種人員經歷年復一年的篩選、淘汰,再篩選、再淘汰,在數以萬計的育種材料中篩選出性狀表現好的育種新材料。育成品種後,經過區域性試驗、生產實驗、品種審定等環節,最終纔能在生產中應用。以遼寧省2022年通過國家畜禽遺傳資源委員會審定的遼丹黑豬為例,用時23年、歷經9個世代纔選育成功。『十三五』以來,遼寧省累計審定的1300餘個主要農作物品種,每一個品種都經歷了優中選優的培育過程。
孫佔祥:農作物育種是一個永遠在路上的工作。一個具有高產、優質、適應性俱佳的品種,其『生命力』也是有限的。一是品種自身退化,往往種植幾年後一些特殊性狀,如抗病性就退化了;二是氣候變化可能導致原來表現很好的品種突然變差;三是消費者需求不斷提高,對品質、食味、安全等方面提出了更高要求,這就意味著育種者的選育目標也要不斷拓展、更新。總之,育種工作必須不斷適應時代發展的要求,永遠有新目標,本身就充滿挑戰。
徐長成:一粒種子的誕生,需要跨越時間維度、空間維度、行業維度。時間維度上,應用過去近百年總結的生物進化規律,通過踏踏實實的田間觀察、分子實驗、多環境測試等一系列育種手段,纔能縮短優良基因聚合在一個生物種群的年限。空間維度上,要去收集、整理各地資源,然後根據需求再創制,把不同生態區的資源融合馴化。行業維度方面,一個優秀的育種家一定不只是一個生物學家,要兼備地理學家、氣象學家、生理生化學家、統計學家、分子生物學家等各個專業的技能,對於從業者綜合素質的要求也是非常全面的。
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話題
家底:
遼寧種質資源創新的優勢何在?
一顆新種子的誕生,要『站在巨人的肩膀上』。近年來,遼寧省通過大力實施現代種業提昇工程,培育並推廣了一批高產、優質、穩產的優良新品種,全省主要農作物良種覆蓋率達到100%。那麼,遼寧省種質資源創新的家底如何,優勢有哪些?
陳溫福:遼寧省的家底比較豐富,主要體現在我們的優勢種質資源和創新人纔隊伍上。資源上的家底主要體現在大豆、高粱等作物上,尤其是野生大豆資源非常豐富。花生方面也有比較好的基礎,目前正在提檔昇級。遼寧省也是小漿果等小品種的發源地。果樹方面,位於營口熊岳的『國家李杏種質資源圃』是我國唯一的也是最全面的保存李和杏種質資源的國家級專業資源圃。
水稻方面,雖然我們不是傳統水稻資源大省,但我們從南方引入了秈稻、野生稻資源,同日本水稻資源和本地雜草稻資源進行雜交再創制,育成了很多獨特的資源和優質的粳稻品種。如今,以遼寧為代表育成的北方粳稻,產量佔到全國粳稻的60%。這主要得益於我們有優秀的育種專家隊伍,如遼寧省水稻研究所育種團隊、沈陽農業大學育種團隊等。沈陽農業大學也是非常好的育種人纔培養基地。楊守仁和張龍步先生在水稻秈粳雜交育種、水稻理想株形研究、水稻超高產育種等方面取得重大成果,為遼寧水稻育種工作奠定了紮實的基礎。徐天錫和杜鳴鑾首創『北種冬季南育南繁』,為加速育種和良種繁育開闢了新的途徑,我本人從事水稻超高產育種理論及栽培技術的綜合研究,創制出了一批新株型優異種質並培育出多個超級稻新品種大面積推廣。這些都是我們現在和未來水稻產業的家底。
張奎男:遼寧農業品種豐富,資源較多,是農業種質資源大省。從去年農業種質資源面上普查結果看,征集農作物種質資源達到1700餘份,普查到畜禽、蜂、蠶種質資源165個品種、水產養殖物種167種,豐富的種質資源為育種創新打下堅實基礎。目前,全省共建設省級及以上農業種質資源庫(圃、場、區)49個。遼寧種業科研力量較為雄厚,依托優勢科研院所、高等院校建立了農業種質資源分子評價與基因挖掘技術體系,開展種質資源表型與基因型精准鑒定評價,有效拓寬了農作物育種的遺傳基礎。
孫佔祥:近年來,遼寧選育了大量新品種,支橕遼寧農作物品種更新換代。遼寧是農作物育種大省,老一輩科學家在國內率先提出了水稻理想株型育種和苹果雜優模式等理論,並育成了若乾農作物新品種,世界上第一個雜交粳稻新品種就誕生在遼寧省水稻研究所。
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話題
現狀:
遼寧育種工作有哪些短板與瓶頸?
公開信息顯示,我國育種家數量世界第一,種業基礎研究世界一流,但選育大品種的能力卻未能躋身世界一流。不少關鍵品種仍存在『卡脖子』問題。同時我們也面臨『國外種子論粒賣,國產種子按斤賣』的嚴酷現實。具體說來,我們的育種工作存在哪些現實短板和問題?
陳溫福:我們的育種瓶頸,主要在畜牧業和果蔬產業。原來遼寧畜牧業有著比較好的基礎和歷史,資源方面如香豬、黑豬、沈育花豬等都比較有特色。遺憾的是,遼寧目前在豬的保種、繁殖、育種上,缺乏專業的育種團隊,其他如雞鴨等也稍顯遜色。所以,遼寧種業在做好水稻、玉米等主糧外,應更多向豬、牛、羊等畜牧產業傾斜。育種科技人纔隊伍建設也很重要,一方面應多培養人纔,另一方面也要防止人纔外流。
張奎男:從遼寧育種創新鏈來看,當務之急是種質資源保護設施功能不全,全省農業種質資源庫一定程度上存在保護水平不夠、功能不全的問題。目前設施條件較完善的省農業種質資源庫還缺乏專門的試管苗庫、超低溫庫和DNA庫設施,以花粉、胚、根尖、芽和DNA作為種質載體的資源難以長期保存。畜禽遺傳資源以活體保護為主,缺乏冷凍胚胎、冷凍精液等遺傳材料的保存設施和條件。
孫佔祥:基礎研究工作還有不足。長期以來,受人纔、資金、裝備等多種因素影響,我國各育種單位在種質資源的收集、精准鑒定、基因挖掘和基因編輯等方面與發達國家還存在差距,如對農作物種質資源的評價方面,我國絕大多數育種單位還停留在作物田間表型鑒定層面,尚未達到基因和分子水平,導致對資源的評價不夠精確,難以將基礎研究與常規育種高效結合。同時,還存在育種技術昇級慢,新品種同質化等問題需要破解。
徐長成:優異種質資源是選育突破性新品種的前提和基礎,長期以來對種質資源的保護、鑒定和利用不夠,在一定程度上造成了我國優異種質資源缺乏、利用率低下等問題,有的種質資源因沒有得到很好的繁殖鑒定而喪失,有的種質資源躺在種質庫『睡大覺』,還有大量的種質資源分散在育種家手上,沒有得到共享和有效利用。
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話題
創新:
遼寧種業振興的方向和路徑何在?
十幾億人要吃飯,這是我國最大的國情,而良種在促進糧食增產方面具有十分關鍵的作用。放眼當前和未來,我國糧食供求緊平衡的格局沒有變,確保糧食安全的弦要始終繃緊,培育更多好種子任重道遠。下一步,遼寧應從哪些方面著手助力種業振興?
陳溫福:做育種,要保持定力,有工匠精神,且要與我們本地實際相結合。應堅持公益性育種與商業化育種相結合,公益性育種主要體現在主糧等作物的基礎研究和常規育種上。在水稻、小麥等作物的育種方面,實踐證明我們以前的育種方向和方法都是正確的,我們遼寧的水稻單產在全國范圍內處於最高水平,所以育種上要堅定不移地走自己的路。這方面的基礎研究一定不能放松,對於創制資源這個『原創』環節,應加大支持和獎勵制度,鼓勵大家對此領域多投入精力,做好理論創新、資源創新和育種創新。在商業化育種方面,要更快速精准地選育穩產、廣適、高抗、優質的品種,以適應市場需要。
張奎男:首先,要實施好種質資源保護利用行動,加快摸清資源家底和發展變化形勢,建立健全種質資源保護體系,為提昇種業自主創新能力提供有力支橕。其次,實施好種業創新攻關行動,在基礎創新、技術創新、品種創新和制度創新上下大力氣,搭建創新鏈,深化農業生物種質資源多樣性與演化規律等,增強種業自主創新能力,加快培育具有突破性的新品種。此外,要實施好種業企業扶優行動,突出重點品種、重點領域、重點環節,擇優支持一批優勢特色種業企業。
孫佔祥:強化資源的收集、保藏和精准評價,做到對野生資源、農家資源乃至於國外資源的『應收盡收、應保盡保』。加強重要農藝性狀基因發掘及調控機制解析,利用遼寧特色種質資源,綜合運用組學、遺傳學和系統生物學等手段,發掘優異新基因,解析作物產量、品質、抗病抗逆、養分吸收利用等復雜性狀的調控因子與分子網絡,研究復雜性狀的基因組變異與表觀變異規律及其應對環境變化的機制,建立復雜性狀的精准控制理論,獲得可用於優質高產、資源高效、環境智能響應和品質健康型種子精准設計育種的分子網絡,並開展分子設計育種技術研發與新品種培育。
徐長成:要大力推進種業創新攻關,支持高通量、高精准、高速度、高效率的工廠化育種平臺的創新,支持生態學育種布局與區域性優勢品種培育,支持生物育種技術研究與應用。此外,應從扶持優勢種業企業發展,加強原種場、中間試驗與展示示范基地等體系建設方面發力,建設東北地區現代高水平種業基地。建立適宜地方標准,輔助種業知識產權保護專項整治。