光明日報記者 齊芳
種業，是種植業的根本，與國家的糧食安全息息相關。今天和未來的種植業增產越來越依靠良種的選育——聯合國糧農組織的研究表明，未來國際糧食總產增長的20%依靠播種面積的增加，80%依賴於單產水平的提高，而單產增加的60%~80%又來源於良種的科技進步。
然而我國育種行業的整體水平與國外先進國家相比還有很大差距。
解決「很多種子大量依賴國外」現狀是一個系統性問題，關係到政策導向、科技水平和企業實力等方面。那麼，我國育種科技與發達國家相比，差距主要在哪裡呢？日前，記者專訪了中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員傅向東。
石斛育種培養室內，工作人員查看石斛種苗的生長情況。新華社記者 郭程攝
記者：我國哪些種子需要大量依賴國外？
傅向東：從主糧上看，我國的育種水平與發達國家差距不大。新中國成立以來，特別是改革開放之後，我國政府在主糧育種方面持續投入，形成了比較健全的良種繁育和推廣體系，主糧保供能力基本可以滿足需求。但是從非主糧上看，我國育種水平與國外差距較大，比如高端蔬菜、花卉、畜禽、草種等優良品種核心種源大部分掌握在國外公司手裡，依賴國外進口。
記者：我國育種科技與發達國家相比主要差距在哪裡？
傅向東：我國與發達國家在育種上的科技差距主要體現在基礎科學研究上，特別是功能基因的挖掘和基因編輯技術的創新上。基礎研究是根本，大力加強基礎研究，強化原始創新，才能帶動下遊產業鏈。
我是從事水稻研究的，就以水稻為例。人類馴化水稻是一個漫長的過程，今天，隨著基因組學、生物信息學、合成生物學等的發展，從「經驗育種」到「精確育種」，設計「未來水稻」成為可能。比如某種野生水稻具有抗病耐逆優良特徵，但是它容易倒伏、籽粒含澱粉量不高、食味差、產量低等。以前若想把野生稻的抗病耐逆基因轉入當前主栽品種為我們利用，通常需要少則8至10年，多則十幾年，一代一代連續回交轉育，最後得到我們需要的改良品種。但是現在，我們可以通過基因編輯和從頭馴化等育種新方法，將這些需要的高產、優質、抗病、耐逆等優良性狀組合在一起，精準定製出我們需要的良種。這個過程大概只需要兩三年。
那麼，在這個過程中，最重要的兩個方面就是功能基因挖掘和基因編輯技術。我們在生物育種科技創新上的差距主要也體現在這兩個方面：從功能基因的識別上看，發達國家在這方面起步較早，已經識別出了很多作物的許多重要功能基因，並都申請了專利。這就意味著只要我們使用了某些別人已獲得專利的基因進行育種和推廣，就要付給人家錢。還有就是基因編輯技術，通過什麼手段去改造基因也是一種專利。如果沒有自己的基因編輯的核心技術，就相當於自己不能掌握生物育種的工具，也會被人「卡脖子」。
記者：該如何彌補這種差距？
傅向東：從科技產業本身看，我們必須花大力氣做基礎研究，鼓勵原始創新。一是要把國內的種質資源保住、保好，又要在法律允許的範圍內積極引進國外的優異種質資源。有了種質資源，才能有後來儘可能多的功能基因識別。我們應該多建幾個種質資源庫，並利用好現有的種質庫，把種質庫變成基因庫、變成優良性狀庫。二是要吸引和鼓勵生物、農業科研人員，加強優異基因的發掘與育種利用，並積極申請專利。這樣才能把未來農業科技發展的主動權掌握在自己手裡。三是要鼓勵科研人員進行基因編輯技術的創新，加大投入去建立變革性育種技術新體系，把育種工具牢牢掌握在自己手裡。
除此之外，我們還需要解決育種企業與基礎研究脫節的問題。我從事育種的這些年裡，很多工夫都花在和育種企業的磨合上。一方面，很多企業不知道基礎研究進展到什麼程度了，不了解，也不完全信任我們的研究成果；另一方面，我們也覺得不少企業缺乏長期的發展目標，不想投入經費和研發力量加速育種技術升級換代，只想做外來種子的「收購商」「代理商」和「銷售商」。我想，這也是中國科學院要求我們做生物育種工作，並啟動了相應先導專項的最重要原因之一，就是希望能夠通過我們的努力，以我國當前育種中存在的重大問題和需求為導向，讓基礎研究「沉」下去，使基礎研究與育種實踐有機結合起來，並通過科企合作，使研究成果迅速轉化為生產力。經過這幾年的努力，也隨著一些育種企業認識不斷地提高和實力的壯大，我們的分子設計育種工作已經取得了一些成果。同時，也希望企業能夠儘快建立起自己的研發隊伍，加強育種投入，加強技術的創新儲備。現在經常有人說「中科院的像農科院的，農科院的像中科院的」，我覺得不能把基礎研究與育種實踐割裂開來。基礎研究需要，也必須去解決育種實際中的重大科學問題，尤其是「卡脖子」的技術難題；而育種實踐中的重大需求又孕育著重大的科學發現。這應該是一個特殊階段的特殊歷史任務，需要我們上下遊各司其職，通力協作，把我國的基礎研究做好，進行更多的原始創新。當然，這是個系統性問題，需要國家頂層設計、政府相關部門、企業，金融業、科技界等各方面的共同努力。
記者：您對未來的育種科技有哪些展望？
傅向東：今天，我們已經基本解決了「吃得飽」的問題。下一步，育種應該瞄準「吃得好」和「吃得健康」的目標，而這些問題的解決也必須依靠現代生物技術加速動植物新品種選育步伐，我們已經開始在這方面努力。比如，我們培育出抗病的品種，就能減少農藥的使用，農藥用的少了，就可以減輕土壤汙染和水汙染，保護生態環境。再比如，未來的育種很可能會和康養產業結合起來，我們可以針對糖尿病人的需求，培育低糖高纖維或者高抗性澱粉的作物品種，以滿足不同人群的健康需求。再比如，隨著信息技術、遙感技術以及人工智慧的發展，未來育種會更加數位化、定製化和智能化。每個地區的自然稟賦不一樣，可能適合的種子就不一樣。那麼，我們就可以先應用數字模擬技術，將這一地區的土壤、氣象、光照、水文等情況與生物育種結合起來，精準設計和創造出適合這一生態區需求的種子。當然，傳統的育種手段也不能丟棄，新品種不可能在電腦上設計、在實驗室中長出來後，就一定能種植成功的。育種新科技必須和傳統育種技術有機結合起來，才能發揮最大作用。
育種行業必須關注到這些未來科技的發展方向，做好科技儲備。我國植物科學領域研究水平與國外相差不大，近幾年越來越多的年輕科學家回國，人才越來越多，我們在國際上也有了較大、較強的影響力。
應該說，我國種業科技創新正處在一個十字路口，我們和發達國家都在同一起跑線上。錯過了這個重要的窗口期，未來幾十年還會落後，抓住了這個機會，我們就能迎頭趕上，把種子的未來牢牢抓在自己手中。
《光明日報》（ 2020年12月08日 11版）
[ 責編：姚坤森 ]