通过生物育种引领我国科技竞争力提升

本报记者 李艳洁 北京报道

在“十四五”开局之时，“生物育种”等词汇再度引起热议。

“十四五”规划和2035年远景目标建议将生物育种列入强化国家战略科技力量、坚持创新驱动发展的重要发展方向。

日前召开的中央经济工作会议提出，2021年要解决好种子和耕地问题，要尊重科学、严格监管，有序推进生物育种产业化应用。要开展种源“卡脖子”技术攻关，立志打一场种业翻身仗。

种业应对机械化规模化农业新需求

作为一个拥有14亿人口的国家，吃饭始终是个大问题。

“我国的基本国情是人口多、土地和淡水资源不足，生态环境脆弱，这些基本国情决定了粮食安全问题将长期存在，长远实现粮食总量的平衡和保障食物安全仍是一项艰巨的任务。”中国科学院院士、中国科学院遗传与发育研究所研究员李家洋在2020年12月29日举办的第九届全国媒体转基因报道沙龙上表示，种子是粮食高产稳产高效的核心，种业是国民经济的支柱产业。

本届沙龙由农业农村部科技教育司指导，北京科技报社主办，北京科技记者编辑协会承办。

生物育种，包括分子标记育种、转基因育种、基因（组）编辑育种、设计育种等前沿热点技术。目前，分子标记育种已经在我国广泛应用，但后面几种技术尚未进行产业化。

“农业生产方式需要相应的供给技术。”中国农业科学院生物技术研究所所长李新海表示，以玉米为例，我国农业以前都是小农户、户均耕种面积小、靠人工作业为主，喜欢的品种是高秆大穗，不同的地块种植的品种也不一样、收获时间不同，导致收获的玉米籽粒商品性也缺乏一致性；此外，如果人工收获的时候发现感染病菌的玉米穗，可以直接扔掉。而美国在上世纪90年代农业的耕种管收就基本实现了机械化，需要耐密抗倒伏、抗虫耐除草剂的品种，要研发这样的品种仅仅靠玉米种质资源内部的基因是解决不了的，就得从微生物质中开发新的基因来源，而微生物的基因要想导入到玉米之中，靠着传统的杂交技术是实现不了的，这种情况下转基因技术就被应用了。

李新海比较了我国和美国玉米生产的单产和成本，2016、2017、2018三年我国玉米平均单产404公斤，美国是789公斤，我国只相当于美国的51.5%左右；每亩地生产成本我国大概是1045元，美国大概是756元。这些差距造成了进口的玉米在远涉重洋、缴纳各种税费之后仍然比国产的玉米价格低。

在李新海看来，生产区的光温资源分布、土壤条件、逆境影响、技术水平，以及玉米生产规模化、机械化都是导致差距的原因；但从整个生产技术角度来看，品种还是第一要素，规模化、机械化的农业生产和小农户生产方式对品种的要求是不同的。

“我国城市化和人口老龄化导致劳动力减少，迫切需要轻简化、集约化品种。”李家洋表示，此外，随着人们生活质量提高，高质量、专用型农产品(000061,股吧)匮乏，也对品种提出了新要求。“未来的农业特征是高产稳产、优质营养、高效安全、农业工业化。我国农业现代化建设到了加快转变发展方式的新阶段，必须更加依靠科技实现创新驱动，源源不断地为农业发展转型升级、提质增效提供强大动力，为农业插上科技的翅膀。”

产业引领生物育种竞争和发展

作为民生基础的农业，在世界各国都是重中之重。

一位转基因研发企业专家表示，“当前以全基因组选择育种、转基因技术、基因编辑等为代表的生物育种技术已成为国际育种的前沿和核心，正在蓬勃迅猛发展。发达国家在加强生物育种技术创新、加大新品种研发力度上不断加码积极布局，抢占国际市场先机，生物育种技术已经成为世界上许多国家抢占科技制高点增强国际竞争力的战略重点。”

“美国提出‘作物2030’的研究项目，包括三个研究方向：第一是将重要农艺性状形成遗传和分子基础、实现作物精准改良；第二是新的转化和再生技术，包括转基因技术；第三是运用各种各样的现代生物学研究技术，包括基因组学、传感技术、纳米技术、合成生物学和微生物技术为种业打基础，做加速器。”李家洋表示。

“以美国市场为例，种子技术的改良占到了农业增产贡献率的大约60%，其他所有技术的贡献大约占40%。”李家洋表示，在中国，种子技术对农业增产的贡献率为40%左右，对农业生产的贡献还有很大的提高空间，优良种子带来的增产增收效益将促使种植者提高相应种子支出。

十九届五中全会提出把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，把生物育种列为强化国家战略力量重点发展的八大前沿领域之一。不久前召开的中央经济工作会议又提出“要尊重科学、严格监管，有序推进生物育种产业化应用。要开展种源‘卡脖子’技术攻关，立志打一场种业翻身仗。”

李新海介绍，美国、法国等国家种业经历百余年的发展，形成了政府投资的基础性和公益性研究、企业投资的种业技术研发和产业化的体系，分工明确；同时，它们的知识产权明晰，管理体系健全，形成成熟的现代种业科技创新体系。

“美国企业研发投入约占全国研发投入的70%，如原孟山都公司年研发支出超过10亿美元，占比保持在10%以上；各州农业试验站投入经费19%左右也来自企业赠款。”李新海说。

李新海介绍，在美国等发达国家，政府通过建立国家实验室、重大科研基础设施等大平台，专注于种业科技基础研究与前沿技术创新；孟山都、巴斯夫等种业企业通过建立高通量、精准高效的工程化育种平台和生物育种大数据平台，将前沿技术融合应用育种，实现自身快速成长；国际玉米种业科技创新形态形成从种质资源、育种技术、品种选育、规模化制种、种子加工，到种子经营的流程化特点，前沿技术突破、多学科技术交叉融合，带动生物种业产业向知识密集型、高新化方向发展，种子生产融合种子、农化、植保、数据支撑等综合性技术、产品与服务，呈现全过程一体化特征。

“中国在植物科学和作物科学的基础研究方面在世界上是非常强的，很多方面我们是领先的，比如水稻是领先的，我们有好多方面在国际上也差距不大。”李家洋表示，虽然我国的一些关键技术确实落在后面，特别是那些重要的控制性技术，比如基因编辑，最核心的技术在欧美手里，对我们是有一定影响的，但是中国科学发展很快，特别在植物基因编辑技术方面我们有很多专利，在一定程度上能够支撑我们，从这个角度来说，只要我们国家在这方面放开，我们并不担心技术被垄断。

李家洋认为，有些方面即使目前我国还没有做到国际最强，但并不是不能产业化的理由。“手机、空调、家电，所有这些工业产品哪一个不是在产业化过程中跟国际上学习发展、竞争、超越的，如果我们因为担心害怕就不去做这个事，就永远不可能做成。最核心的还是产业能不能引领，因为所有的技术发展都是由社会需求和产业牵引的。”

“我的观点是要用产业来带动研发，这样用不了5年、10年中国肯定在国际上领先，比如基因编辑，只要我们国家能有一套监管体系让大家觉得能做研发，例如像欧美那样的监管，相信5～10年时间我们肯定能够成为在市场上最强的领先者。”李家洋表示。

（编辑：孟庆伟 校对：颜京宁）