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| 2022/09/19 18:23:47瀏覽84｜回應0｜推薦0 | |
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經過多年大規模投入，中國種業
已經在許多領域取得長足進步
一些品種世界領先。但與此同時
還面臨種質資源挖掘不足，育種技術有待提高
現代化的種業創新體系尚待建立等諸多挑戰
當湖南省今年夏天遭遇連續多天40℃以上的極端高溫時，在湖南省農科院的一片試驗棚裏，一批皮膚細嫩的白皮黃瓜已在濃密的葉片下悄然出落得健碩、勻稱和光滑。
黃瓜屬於喜溫的溫室蔬菜，適宜生長的溫度是18℃~32℃，在湖南主要種植的季節是春、秋兩季。多年來一直研究黃瓜育種的陳惠明在今年6月20日左右種下它們，看看它們能承受怎樣的高溫。陳惠明是湖南省農科院研究員。這種白黃瓜的長勢沒讓他失望，他的團隊連續記錄大棚裏一個月的溫度，最低溫度是27℃，最高溫度達到52℃。
湖南省農科院的黃瓜育種研究員陳惠明正在觀察一批黃瓜植株發育情況。他近來定期給這批黃瓜苗噴施硝酸銀誘雄劑，以誘導雌性系植株產生雄花。圖/受訪者提供
他用親緣關係較遠的黃瓜當父本和母本，雜交培育出未來極端氣候抗性更好的品種。該品種研發共計需要6~8年。在隔壁的兩塊試驗地裏，還有一批經過雌性基因轉育的黃瓜品種，未來能做到植株上部分全是雌花，結瓜率高，可以提高產量。
因為對提升農業生產效率有高的貢獻率，種子被稱為農業的“晶片”。2020年12月，中央經濟工作會議強調，要開展種源“卡脖子”技術攻關，立志打一場種業翻身仗。今年中央一號檔提出，大力推進種源等農業關鍵核心技術攻關，全面實施種業振興行動方案。4月，習近平總書記在海南考察的第一站就是三亞市崖州灣種子實驗室，再次指明種子之於中國飯碗、之於糧食安全的重要戰略意義。
今天，當中國已經實現了水稻、小麥、玉米、大豆四種主糧的種子幾乎全部國產，該如何理解農業大國的種源“卡脖子”？
進步顯著，仍有差距
湖南省農業科學院坐落在長沙市芙蓉區遠大二路一側，與中國種企巨頭先正達集團湖南分公司僅一街之隔。在距農科院三公里範圍內，還分佈著湖南農業大學、嶽麓山種業創新中心、國內龍頭種企隆平高科等省內乃至國內重要的種業相關機構，周邊的種子公司和店鋪也不計其數。
湖南冬冷夏熱四季分明，具有雨水充沛、空氣濕潤特徵，是國內適合開展各種農作物新品種選育的重要地區。當地多位育種家告訴《中國新聞週刊》，湖南省有著比較多變和極端的天氣，作物病蟲害也比較嚴重。如果一個品種能在湖南被選育出來，在生態系統相近的別的省份會表現得更加優異。
湖南省農科院蔬菜所培育的一種耐高溫的白黃瓜品種。該品種的研發已經開展了3年，預計還需3-5年。攝影/本刊記者 彭丹妮
當湖南省農科院的番茄育種團隊在1990年代末期成立時，因為高溫高濕的氣候環境以及土壤酸化使得當地番茄品質下降。同時，當地番茄還受到一種土傳性疾病：青枯病的侵擾，死棵率很高，湖南的番茄種植面積驟減。2000年後，隨著國外品種進入中國，國內番茄，尤其是南方市場的大紅果類番茄，受到巨大衝擊。當時，著名跨國農業巨頭孟山都（今拜耳）旗下聖尼斯公司培育出的番茄品種，因為抗病性、廣適性、品相等都明顯強於本土品牌，更受農戶和市場歡迎。
近5年來，該團隊已培育了可以抗青枯病和與國外品種抗衡的更好的本土大紅果品種。它們有的長勢強，有的耐高溫和耐低溫能力強，有的果皮硬度與果實韌性已優於國外品種，且種子的價格也更便宜。在抗青枯病方面，一些品種通過嫁接抗土傳病的砧木根系，得以挽救番茄的生命。
不過，在高品質的番茄方面，比如今天被人們廣泛食用的聖女果，依然依賴進口品種。北京大學現代農學院院長、中國作物學會常務副理事長劉春明告訴《中國新聞週刊》，有的高端的、從國外進口的番茄種子一粒甚至能高達10元左右，如果按每克來計算，比黃金價格還高。
這是中國種業現狀的縮影：經過多年大規模投入，中國已經在許多領域取得長足進步，一些品種世界領先。然而，種業“卡脖子”問題依然存在。除了聖女果，胡蘿蔔、菠菜、西蘭花、白色金針菇等溫室蔬菜基本都依賴進口。雖然種子價格高，但農民更願意購買國外品種。
國家大宗蔬菜產業技術體系崗位專家、中國農業科學院蔬菜花卉研究所副研究員李占省告訴《中國新聞週刊》，西蘭花在國內雲南、甘肅、河北、江蘇等地相對集中種植，每年出口12萬～14萬噸，在近千種蔬菜中出口占比較高，是十分重要的出口創匯蔬菜之一。不過，西蘭花種子卻長期被日本、美國等地種業公司壟斷。近年，國內培育的適應南方氣候環境的西蘭花品種比例在提高，但適合北方生長的西蘭花種源仍主要依賴國外。
袁少華是湖南一家種子公司的負責人，在這一行業已浸淫30餘年。他感到，近些年，種子領域發生了不小變化，最明顯的就是產量。另一方面，幾乎所有品種品質和抗性都比以前大幅提高。
9月7日，比爾·蓋茨在接受媒體採訪時稱，中國在衛生和農業領域都擁有很大優勢，對發展中國家來說很有幫助。一個很好的例子是中國幫助西非改善了水稻體系，使得當地水稻每公頃產量提升超過30％。
今天， 中國水稻、小麥、大豆、油菜、棉花等農作物生產用種均為自主選育，玉米自主選育品種面積占比提高到了91％，蔬菜提高到87％以上。中國水稻和小麥育種成就尤為突出，2020年，中國水稻平均產量為469.6公斤/畝，是世界平均水準的1.71倍；小麥平均產量為382.8公斤，比國際平均水準高30％。
2月17日，河北唐山市灤南縣一家種業公司內，員工在查看玉米種子包衣情況。圖/中新
但同時，北京大學中國農業政策研究中心名譽主任黃季焜等人統計發現，過去20年，對於小麥、水稻和玉米三大主糧，全國省級以上政府審定的品種數量在波動中快速增長，尤其是2016年~2020年間，水稻審定了4788個品種，玉米審定了7337個品種。
“育種創新水準不是用品種數量來體現的，市場上出現如此多的品種，說明缺乏具有重大創新的成果。”黃季焜在接受《中國新聞週刊》採訪時表示，這意味著市場上缺乏真正的大品種，大量種子品種同質化甚至“套牌”銷售。
中國工程院院士、中國農業科學院原副院長萬建民在接受《中國新聞週刊》採訪時指出，1996年~2020年，中國大豆、玉米的單產跟美國的差距不但沒有縮小，反而還在擴大，說明品種培育水準和美國有差距。數據顯示，1996年至2019年，美國玉米畝產年增長8.5公斤，良種貢獻率為65％；同期，中國玉米畝產年增長4.5公斤，良種貢獻率為45％。
根據國家統計局以及聯合國糧農組織資料庫的數據，2020年，中國大豆和玉米的畝產水準均已達到歷史最高，但均不到同年美國兩種作物畝產的60％。
萬建民說，雖然產量與所種植土壤品質、是否採用大規模現代種植技術等原因有關，但品種還是最關鍵的，良種對產量的貢獻率大約達到50％。長期以來，在四大主糧作物中，中國更加重視水稻和小麥的研發投入，科研人員也願意從事這兩個品類的研究，使得中國在水稻和小麥上全球領先，而玉米和大豆的研發力量相對薄弱。
先正達集團中國現代農業技術服務平臺與數字農業首席品牌官毛峰去年接受媒體採訪時表示，中國一直通過增加耕地來維持農業增長，但這種方法有其上限。保障糧食安全需要採取科學的種植技術與田間管理等方法，此外，生物育種技術變革也很關鍵。
從自然選擇到基因改造
根據育種技術劃分，種業發展可分為四個階段：農民經驗留種的1.0階段，統計和遺傳性質實驗育種的2.0階段，分子標記和生物技術育種的3.0階段和以生物技術、人工智慧、大數據為主的智能育種4.0階段。
植物，包括農作物，有3萬到十幾萬個基因，比人的基因還多。自從科學家們掌握“基因決定性狀”這一遺傳學規律後，育種不再是農民依據經驗挑選作物種子，再隨機、漫長地等待優化，而是專業人士想方設法改變控制作物性狀的基因。比如，優化玉米的秸稈高度，或把玉米葉片角度變得立起來，提高光合效率；去掉黃瓜的苦味、調節辣椒的辣度、讓柔軟的番茄更適合運輸……
現代生物育種技術中，1980年代出現的轉基因技術極大改變了育種領域的研發範式，並成為迄今為止全球發展速度最快、對於產業影響最大的現代生物技術。萬建民介紹，自1996年首次商業化種植以來，全球範圍內，玉米、大豆、棉花、油菜等32種作物都在應用轉基因技術。2019年，全球主要農作物種植面積中74％的大豆、31％的玉米、79％的棉花、27％的油菜都是轉基因品種。
2008年後，中國開始真正較大規模地開展轉基因研究。萬建民說，隨著一些重大科技專項計畫的實施，中國已建立了完整的轉基因育種技術體系，研發能力屬世界第一方陣，但生物育種的產業化相對滯後。
湖南省農科院的番茄育種團隊今年在西北某試驗田種了4畝各種品種的番茄，每個品種種植20株，4畝地累計種植1萬多株。初步篩選後，約只有40株可能攜帶研究團隊感興趣的目標性狀。
這只是該課題組傳統選育過程中的一小步。選到可能的目標品種後，他們還要在地裏播種，取小葉片或者果實表皮，通過分子標記手段把關鍵性狀的基因位點標注出來，再進行配比實驗，繼續試種。一個品種培育至少要田間5代的選擇，一代至少需要3~4個月。
今天，育種家們的工具箱裏已經有了新的工具，比如，基因分型、高通量表型分析、基因編輯、基因組選擇等。新的技術雖然不能替代育種家們在田間的觀察、記錄，以及多年經驗積累的對潛在好種的判斷等傳統育種環節，基因改造也不能離開好的品種，但育種4.0時代的技術無疑可以加快育種速度。
歐美科學界與投資界正火熱參與到這一前沿農業技術領域。一個業內共識是，種業發達國家已進入育種4.0階段。然而，中國還整體處於由育種2.0向3.0階段的過渡時期。
原孟山都公司的種子切片技術依靠的是一種高通量的育種裝置，可以讓研究人員在不破壞種子整個性能的前提下獲得其遺傳資訊，以加速植物目標性狀的篩選。
這種設備可將玉米、大豆、小麥等作物種子切下一小片進行提取DNA分析，以確定是否含有目標基因，剩餘部分仍然可以播種。此技術發明前，分析下一代目標基因需要在收穫時節對作物的莖葉進行基因分析。如今，切片機一天可以處理數10萬份種子，而如果動用人工，100人3個月才能處理40萬粒種子。
採用常規的雜交育種，一次要“轉入”成千上萬個功能並不清楚的基因，轉基因育種則需要引入一個植物中本來沒有的基因，且難以控制插入的位點。2013年後出現的基因編輯技術——CRISPR/Cas9，可對DNA序列進行微調，讓基因特定堿基發生改變，能精准把握基因改造的過程，比轉基因育種更簡單。
該技術提出十年之後，越來越多農業科技公司開始基於它快速培育新的作物品種。比如，美國馬薩諸塞州農業生物技術公司Inari Agriculture在今年6月宣佈獲得兩項美國專利，分別為用於編輯玉米和大豆種子基因組的專有方法。該公司估值已經達到12億美元，開發這一技術的諾獎得主、美國科學家詹妮弗·杜德納等人擔任科學顧問。
Inari公司開發了一個平臺，通過人工智慧技術深入瞭解作物基因，從而在單個基因組中進行多次編輯，以達到增產目的。Inari公司稱，這種方式可以將過去10~15年的植物育種時間縮短三分之二，成本降低多達90％。
多位受訪專家告訴《中國新聞週刊》，對於國內的育種階段而言，簡單區分3.0還是4.0意義不大，因為一些最頂尖公司、團隊的科研能力、所發表論文水準已屬世界一流。但同時，還有不少種業公司創新能力薄弱，且科研與產業間沒有很好銜接。
據統計，2020年，中國有超過7000家種子企業。生物種業平臺型企業華智生物副總裁王朝暉對《中國新聞週刊》說，農作物、禽畜領域一些頭部種企，已經在擁抱育種4.0技術了，國內種業龍頭隆平高科，已經在玉米、水稻領域開展全基因組選擇育種，在育種資訊化和智慧農業方面也在不斷強化。
王朝暉說，種業行業的大數據體系還未形成，包括種質資源的基因型數據，以及它們在田間生長的表型數據、環境數據等等。華智生物自主開發的種質資源大數據系統已開始在多個物種領域有所應用，只有基於海量的標準化、準確的數據，才能更好地進行種質資源的全面挖掘和利用。
中國農科院生物技術研究所學者劉哲源等人今年8月發表的一篇論文梳理了全球蔬菜分子育種專利的相關情況，統計發現，2002年~2021年，專利受理量最高的國家依次是中國、韓國與美國。
但研究者們指出，中國蔬菜分子育種專利申請以高校和科研院所為主導，而國外科研力量則是以企業為主導。此外，中國發明專利絕大部分在國內申請，並非國際專利。而且，許多專利不能應用於實踐，僅限於科學研究，整體來說專利品質相對較低，市場化、產業化能力亟待發展。
以基因編輯的核心專利為例，中國社會科學院農村發展研究所學者王術坤等人在今年發表的文章《中國種業發展形勢與國際比較》中指出，目前全球基因編輯技術核心專利共17件，美國有15件，而中國沒有此類核心專利。
“實事求是地說，目前在農業生物技術領域裏面，原創於中國的技術很少，模仿跟蹤性的研究比較多，包括基因編輯的底層技術、轉基因的技術體系。”萬建民表示。
劉春明對《中國新聞週刊》說，國外的企業會通過品種權保護品種，通過專利保護一些重要性狀，並以此構建行業地位。他舉例說，世界種子出口大國荷蘭的每一個公司非常關注自己的“IP position (專利地位)”，這些公司認為“卡脖子”，實際上是卡的IP position。沒有足夠強的專利地位，就會受制於人，會吃官司。
他進一步解釋說，像玉米快速乾燥、耐密植等關鍵性狀的專利很多不在我們自己手裏。從市場買國外公司的種子，並用它作為親本雜交，把關鍵性狀導入到自己的品種裏，這是可以的。但如果這個性狀及基因本身被專利保護，到時候就會被打官司，這是中國種業的一種“卡脖子”。
國家發改委、農業農村部去年聯合印發的《“十四五”現代種業提升工程建設規劃》中提出，在育種創新方面，以大型表型鑒定平臺、分子育種平臺等為重點，打造具有國際先進水準的基礎性、前沿性研究和商業化育種體系。
種質資源之困
因為遺傳學的規律，找到作物以及動物目標性狀的控制基因，是育種家們努力的關鍵目標。
比如，今年7月22日，一篇發表在《科學》期刊上的文章報導了中國科研人員發現的一個關鍵增產基因。中國農科院作物科學研究所研究員周文彬團隊在水稻中發現高產基因“OsDREB1C”，能同時提高光合作用效率和氮素利用效率，2018年~2022年，該團隊在北京、三亞、杭州田間實驗發現，兩種水稻品種中該基因高表達，實驗組比對照組產量可提高30％~68％。
基因，就藏在種質資源中。華智生物副總裁王朝暉告訴《中國新聞週刊》，育種最關鍵的核心要素就是掌握多少種質資源，有沒有足夠豐富的種質資源篩選、組合，直接決定了能不能培育出更好的品種。
長期從事農業防災減災與氣候應對的中國農業大學教授鄭大瑋向《中國新聞週刊》指出，為了選育出能夠適應極端天氣的抗性優良的品種，應該特別注意保護種質資源或者說基因的多樣性。保護基因多樣性，就意味著要把植物種子、動物胚胎或者是精子冷凍長期保存下來，需要時，再繁殖擴大。
截至2020年底，中國保存的種質資源總量超過52萬份，位居世界第二，僅次於美國。不過，中國種質資源來源的豐富程度還不夠，國外種質資源占比僅為24％；相比之下，美國更加強調全世界範圍內的資源搜集，國外種質資源占比達到72％。
4月12日，在位於長沙的湖南省農作物種質資源庫，工作人員核對水稻種子性狀。攝影/本刊記者 楊華峰
美國建立了國家植物種質資源系統，如2016年實施了12個資源考察和交換專案，在越南、西班牙、格魯吉亞等國家和地區收集胡蘿蔔、洋蔥、蘋果、馬鈴薯等各式農作物與植物資源。與此同時，美國種業巨頭本身就具有全球資源收集的優勢，科迪華公司在世界126個試驗站間交流和共用種質資源，目前擁有全球60％以上極具遺傳潛力的玉米種質資源。
另一方面，因為人手不足、經費不足，國內大量種子基因資訊還“躲”在全國各地的種質資源庫當中，沒有被充分發掘、研究與利用。
在湖南省農作物種質資源庫，裝著種質材料的黃色小袋子堆滿了一面牆，每個小袋子上面有專屬編號，它們是湖南各市、縣農業局與各級農科院或農科所調查收集到的資源，靜待著後續登記、整理、歸類、發芽，合格的種子會放入-18℃的長期庫保存。目前，這個“基因銀行”已保存了3萬餘份種質資源。
9月3日，湖南省農作物種質資源庫一些剛剛收集上來的種質材料，後續要經歷登記、整理、歸類、發芽、乾燥等一系列程式，才能進入冷庫保存。攝影/本刊記者 彭丹妮
1989年，剛參加工作的段永紅便開始在這裏工作，很多年裏，這裏只有她一個人。2015年，原農業部啟動第三次全國農作物種質資源普查與收集行動，計畫完成31個省份2323個農業縣的普查與徵集，目前這項工作仍在進行中。近年來，種質資源保護問題日益受到重視。2015年和2020年，該種質資源庫先後引進一個碩士和一個博士，人才隊伍有所改善。
段永紅說，種質資源庫的評價體系目前參照育種研究人員，比如獲得多少專案經費、育成多少個品種、發表多少論文等，與收集和保護了多少資源關聯不大，因此從事種質資源保護的研究人員晉升空間比較有限。
“現在庫裏這麼多材料，能做到透徹瞭解的，尤其是做到分子鑒定這個層面上的，比例比較低。”她坦言。種質資源研究的週期長。有的資源只收到一點種子，在排除了外來物種和病蟲害的隔離試種後，需要提純復種擴發，再逐步開展主要農藝性狀評價、品質評價、分子評價等，從而實現資源精准鑒定。她說，資源評價其實是很重要的，但是申報課題時，一般一年到三年左右就得結題，對於精准評價一個資源來說時間太短了。
經費方面，有在其他種質資源庫工作的研究人員告訴《中國新聞週刊》，基因測序很昂貴，一個點位就要100元左右，而有的材料要測幾千個點位。現實是，在其所在的機構，普查收集來的材料，1000份材料大約只有幾十萬元的鑒定費用。
也是因為人手和經費的缺乏，萬建民說，在國家農作物種質資源庫的52萬份農種質資源中，只有大概不到10％的比例完成了精准鑒定。公開資料顯示，中國正在積極推進種植資源鑒定評價和創新利用，“十三五”期間，累計完成9.6萬份次作物種質性狀鑒定。
位於四川彭州市的中國蔬菜博覽館“種子銀行”儲存著2000餘種蔬菜種子，參觀者可通過二維碼查看種子詳情，感受種子生長奇跡。圖/中新
2021年7月9日，《種業振興行動方案》審議通過，強調要把種源安全提升到關係國家安全的戰略高度。這是繼1962 年出臺加強種子工作的決定後，專門針對種子工作印發的第二份中央文件。該行動方案提到，全面加強種質資源保護利用，進一步加大資源普查力度。今年中央一號檔提出，加快推進農業種質資源普查收集，強化精准鑒定評價。
2021年3月，農業農村部印發《全國農業種質資源普查總體方案》，利用3年時間開展種質資源普查，是新中國歷史上規模最大、覆蓋面最廣的全國性農業種質資源普查行動。當年9月，新的國家農作物種質資源庫在中國農科院作物科學研究所投入試運行，可保存150萬份種質資源，保存能力世界第一，可以滿足今後50年全國農作物種質資源安全保存、鑒定挖掘和新品種培育等重大需求。
去年2月份農業農村部的新聞發佈會上，國務院發展研究中心農村經濟研究部副部長程鬱表示，真正所謂的種源“卡脖子”，並不像外界所認為的那樣，國內沒有種子可以種了。實際上，中國真正是卡在育種原創性的技術上，卡在對一些品種功能性狀基因的挖掘不足上。
“中國種業之問”
2019年的一場會議上，中國種子協會會長、農業農村部種業管理司原司長張延秋提出了“中國種業之問”：長期以來，中國育種家數量世界第一，種業基礎研究世界一流，為何出大品種的能力卻不是世界一流？育種論文發表數量第一，科研實力也很強，為何沒能轉化為產業優勢？
中國並不缺人才。到上世紀90年代，中國已經建立了世界上最龐大的以院校、公共科研單位為主的育種研發團隊。北京大學現代農學院院長劉春明說，中國農科院就有30多個所，中國熱帶農業科學院也有約20個所，每個省都有農科院體系，人才隊伍實際比國外大很多，國家財政支持力度也很大。
4月21日，陝西西安市楊淩秦豐種業股份有限公司鄠邑區（國家級）農作物品種區域試驗站的育種試驗田裏，育種研發人員將麥穗去雄、套袋，待父本植株揚花後，再進行人工授粉工作。圖/視覺中國
對於“中國種業之問”，多位受訪育種專家都提及，中國缺乏一個現代化的種業創新體系，分散在科研機構不同課題組的研究者們主導了大部分的種子研發進程，從資源保存、基礎研究到品種繁育。“課題組式的研發沒有辦法和能力完成產業化。”萬建民也表示，育種的環節太多了，科研人員只能完成一些工作。
劉春明對《中國新聞週刊》說，因為育種是一個相當長的過程，基本上一個成型的品種需要10年甚至15年才能培育出來。當一個育種家在研究一個品種是否抗某種病害的時候，很難同時研究第二個、第三個病害。“但是我們現在的作物品種，需要同時抗十幾個甚至幾十個病害，還要抗低溫、抗高溫，才能變成大品種。一般性品種把產量稍微提高一點沒問題，但是做真正大品種的難度越來越大”。
劉春明解釋說，大品種的研發過程需要建立在多年、多地的試驗與分析之上，把很多優異的性狀整合到單一品種裏邊去，然而中國目前還缺乏規模化的、商業化的、有組織的育種團隊。
過去20多年間，中國一直在頒佈相關政策，試圖著手改革育種的創新研發體系。但黃季焜指出，因為體制內身份、經費和資源優勢，科研人員不願意向企業流動，“做大做強”種子龍頭企業的願景實現起來有著不小難度。
隨著國內事業單位改革，科研機構與企業進行產學研合作的方式一直在變化。2005年，湖南省農科院蔬菜所成立了湖南興蔬種業有限公司，到2016年銷售額突破2000萬元，所裏科研人員因此得到了相應成果轉化回報，並反哺其科研投入。2020年，該公司被收歸當地國資委，蔬菜所與興蔬種業開啟了新的合作方式：公司通過給育種科研人員分紅、按比例提成等方式，來保護育種人員的積極性和創新性。
但這種方式也有銜接不暢之處。蔬菜所裏研究番茄的科研人員告訴《中國新聞週刊》，有時公司人員並不是都瞭解品種特性、種植要求和市場賣點，一些品種沒有辦法及時推廣出去，這是亟待加強和改進的地方。
5月18日，貴州黔東南苗族侗族自治州岑鞏縣雜交水稻種子研發檢測中心，農技人員對水稻種子進行淨度分析。圖/中新
從上世紀50年代開始，因為良好光熱條件，海南成為全國育種聖地。據統計，每年，全國29個省份的700多家農業科研院所、大專院校和種業企業的近7000多名科技人員赴南繁育種。全國已經育成的農作物新品種中，70％以上經過海南南繁基地的培育。2021年5月，海南省崖州灣種子實驗室成立，致力打破以往科研單位“小散弱”“單打獨鬥”的現象，通過專案牽引，聯合攻關等方式，打造種業領域全產業鏈科技創新平臺。
截至目前，實驗室已建設精准設計育種中心、南繁作物表型研究設施等10個公共性、開放性科研平臺，進駐40個團隊、750名科研人員；引入中科院、農科院、中種集團、先正達等一批“國字型大小”的20家涉農高校、科研機構、種企等彙聚作為理事單位。
黃季焜指出，種子作為一種產品，本質是一個市場化領域，但中國的種業科技體制改革，沒有將公共研發機構的職能與市場功能很好分開。
在歐美國家，政府投入重要的基礎性科研和新技術創新，不投入育種；企業投入品種研發和產業化。以美國為例，農業部下屬研究機構和各州立大學農學院有許多研究人員從事動植物遺傳育種和種質資源保護工作，但遺傳育種人才儲備不足，有逐漸減少趨勢。在玉米、大豆等許多主要農作物的品種研發上，公共機構的遺傳育種工作已大都被專業公司替代。
在萬建民看來，國內一直非常重視種業與糧食安全，並且在持續進行投入。但與此同時，更重要的還是要培育成熟的種業市場，激化商業創新，吸引更多民間資本進入。
面向未來的育種研發
社會、經濟、氣候條件等各種現實的挑戰與需要，正對育種研發提出更高、更快的要求。
近年來，中國的糧食增產趕不上消費增長，供銷長期處於緊平衡。中國海關總署數據顯示，2021年中國進口糧食16453.9萬噸，同比增長18.1％。
今年，中國遭遇了60年一遇的高溫天氣，長江流域高溫疊加嚴重的乾旱，使得農業大面積受損。國家水利部統計顯示，8月25日旱情高峰時，長江流域耕地受旱面積達6632萬畝，有499萬人、92萬頭大牲畜因旱供水受到影響；8月30日，長江流域耕地受旱面積減至4324萬畝，有473萬人、71萬頭大牲畜因旱供水受到影響。長江流域的中稻和玉米因為籽粒空癟出現減產。
在同樣受百年不遇的高溫乾旱天氣侵襲的歐洲，法國農業諮詢公司“戰略穀物”預測，2022年~2023年，歐盟作物季的玉米產量降至5540萬噸，創出十五年以來的最低水準，同比降幅超五分之一。
鄭大瑋告訴《中國新聞週刊》，氣候變暖對農業的影響也不全是負面的，近幾十年對於高緯度地區反而是較為有利的，比如，緯度最高的黑龍江省已成為產糧第一大省，2021年新疆躍居全國省區糧食單產最高。俄羅斯從上世紀90年代的糧食進口大國一躍成為世界最大小麥出口國，都與氣候變暖使種植期延長有關。
然而，總的來說，氣候變化對農業影響以負面為主，極端氣候事件會有更大的殺傷力。有研究表明，即便將全球平均氣溫較前工業化時期上升幅度控制在2℃，全球四種主要糧食作物仍將減產3％~13％。
2021年7月18日，河南鄭州市，河南省農業科學院的大豆育種專家在查看大豆育種情況。攝影/本刊記者 韓章雲
糧食生產如何應對氣候變化？鄭大瑋強調，採用適應性的栽培種植技術、合理利用灌溉條件等手段都是必要的。不過，能夠適應極端氣候的品種選育，具有很關鍵作用，而且成本比其他手段要低。“我們仍然需要高產、優質的作物種子，但是現在越來越提到日程上的，就是我們培育的品種要耐高溫、抗病蟲害以及耐旱和耐澇”。
中國農業科學院生物技術研究所研究員張春義關注的是營養型作物品種培育。2003年，國際上發起了生物強化（Harvest Plus）專案，旨在解決那些落後國家與地區貧困人群的饑餓與營養不足問題，而不僅僅像過去那樣，單純強調增加糧食供給。
2004年，該專案在中國啟動，張春義等人是最早一批參與的研究人員，也是國內較早關注農業與人群健康的學者。他告訴《中國新聞週刊》，這個專案的研究目標也與國際相似，早期關注主糧中那些最基本的營養元素，比如，水稻、玉米、小麥和馬鈴薯等主要食物當中鐵、鋅、維生素A等營養元素，以改善農民、偏遠地區兒童等群體的營養不良問題。
2017年之後，他所在的團隊開始將研究範圍擴大，一個原因是，中國整體上進入了一個重大慢性疾病集中暴發的新階段，主要包括“三高”及癌症、心腦血管疾病等。它背後不光是飲食結構的不合理，也與攝入食物的營養品質不夠有關，比如，葉酸的攝入不夠，會引起高血壓等疾病發病率提高。這被稱為“隱性饑餓”，意味著必要的微量營養素攝入不均衡或缺乏，從而產生隱蔽性營養需求的饑餓症狀。
農業農村部食物與營養發展研究所研究員朱大洲等人在今年發表的論文中指出，隨著國民經濟的發展和人民生活水準的提高，中國居民膳食結構逐漸從低脂肪、低熱量、低蛋白向高脂肪、高熱量、低膳食纖維方向轉變。從食物源頭即農產品生產入手，是解決食物多樣化和均衡營養的基礎。這就要求農業生產從過去單純追求產量逐步轉向以營養為導向的綠色、優質、高效、生態、安全的方向發展。
為了實現這一目標，意味著育種家們需要更快、更先進的技術。鄭大瑋介紹，近年來，農業農村部已公佈若干獲得生物安全證書的轉基因與基因編輯品種，將極大提高中國農業適應氣候變化的能力。
2021年末，在一場會議上，農業農村部科技教育司農業轉基因生物安全管理處處長劉培磊透露，為解決當前農業生產中面臨的草地貪夜蛾和雜草危害問題，2021年農業農村部對已獲得生產應用安全證書的耐除草劑轉基因大豆和抗蟲耐除草劑轉基因玉米開展了產業化試點。
今年1月24日，農業農村部發佈《農業用基因編輯植物安全評價指南（試行）》，若基因編輯作物被認為不存在環境或食用安全風險，研發者僅須提供實驗數據，並進行小規模栽培實驗，即可獲批。
“在基因編輯作物方面，中國已有了雄厚的研究經驗，新規一出，中國將充分發揮自己的學術領先優勢。”英國約翰英納斯中心植物學家彭妮·亨德爾比今年初在接受《自然》雜誌採訪時表示。
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