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12位院士剖析中国种业强调这样一些问题→

【概要描述】

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  日前,2022中国种子大会暨南繁硅谷论坛在海南三亚举办,包括15位院士在内的众多嘉宾参会。

  其中,中国科学院院士李家洋、谢道昕、钱前,中国工程院院士万建民、刘旭、盖钧镒、傅廷栋、张新友、胡培松、李培武,美国科学院院士朱健康,非洲科学院贾银锁等12位院士在大会作报告。

  “我国在基因编辑、合成生物学、全基因组选择、机械化制种等领域原始创造新兴事物的能力不足”

  ”“设立专项加大良种联合攻关投入,在水稻新品种保护上尽快启动UPOV公约91文本”

  我国生物育种产业化正加速推进,甚至不少人已将2022年称为我国生物育种产业化元年。但在朱健康看来,还有几个问题亟需解决,包括:有没有值得转化的科研成果?有没有很好的成果转化机制?有没有便于产业化的监管政策?有没有行之有效的知识产权保护措施?

  美国科学院院士、山东舜丰生物科技有限公司首席科学家朱健康表示,基因编辑技术前景广阔,因为国家对生物育种格外的重视,打赢种业翻身仗需要基因编辑技术,而且我国有庞大的基因编辑研发技术群体。但我国还需要更加有助于基因编辑产业化的监管政策,此外,基因编辑作物的知识产权保护也面临困难。

  据了解,基因编辑技术是对自身的基因进行精准修饰,基因编辑产品不含外源成分。基因编辑作物本质上等同于传统诱变得到的作物,在遗传上无法与传统作物区分,在安全性上没有增加风险。在美国、日本、印度等国家等同于传统作物,免于监管。

  利用基因编辑技术创制的农作物,假如没有外源基因序列,按定义不是转基因作物,不按转基因作物对待,与现有转基因法规不冲突。

  朱健康表示,无外源基因的基因编辑作物不按转基因监管,能使我国在植物基因编辑研发上的一马当先的优势,尽快转化为产品的优点、产业优势,为保障国家粮食安全、营养安全、生态安全提供有力的技术支撑。

  按照我国《农业转基因生物安全管理条例》,转基因生物的定义为:利用基因工程技术改变基因组构成,用于农业生产或者农产品加工的动植物、微生物及其产品。

  因此,如果某生物是利用基因工程技术创制而来,但并没改变基因组构成就不是转基因生物。(“改变基因组构成”应理解为导入外源基因序列, 而不是对内源基因的修饰)

  胡培松:我国在基因编辑、合成生物学、全基因组选择、机械化制种等领域原始创造新兴事物的能力不足

  目前,全世界内发达国家已陆续进入育种5.0时代,育种5.0时代,由AI(人工智能)、BT(生物技术)、DT(大数据)组成,其中,生物技术又包括转基因、基因编辑、全基因组选择等。

  中国工程院院士、中国水稻研究所所长胡培松表示,我国育种技术依旧落后,仍处于由育种2.0向育种3.0发展的阶段。(由表型选择向分子育种转变)

  胡培松指出,我国在稻种资源研究、新基因发掘领悟总体达到国际领先水平。在分子标记选择、分子设计育种等领域进行了大量的理论跟踪创新与初步实践。

  但在基因编辑、合成生物学、全基因组选择、机械化制种等新兴交叉领域研发技术方面,原始创造新兴事物的能力不足,缺少重大突破性的理论和方法。国际竞争优势相对较弱。

  植物经常受到病、虫、冷、热、旱涝、盐碱、UV等逆境胁迫,也进化出了应答逆境的抗性机制、以及适应环境的生长发育机制。

  中国科学院院士、清华大学教授谢道昕介绍,逆境胁迫下作物种子会变小、产量会降低,阐明逆境胁迫下的种子发育机理具备极其重大意义。科学家发现,植物激素如脱落酸、生长素、油菜素内酯、茉莉素、独脚金内酯等可以通过一系列受体和信号传导机制调控植物的一系列抗逆能力。

  农作物种质资源是农业科学技术原始创新与种业发展的核心“芯片”。新中国成立后,我国先后三次开展全国农作物种质资源普查与系统收集行动。目前,我国作物种质资源保存总量在2020年突破52万份,居世界第二。但我国在种质资源的精准鉴定、创新利用上仍有待加强。

  中国工程院院士刘旭表示,一要规模化开展农作物种质资源精准鉴定。加大种质资源的精准鉴定与深度发掘,加强种质资源与遗传育种研究的密切协作。

  二强化作物种质资源原始创新。系统分析国内外高水平育种单位的成功经验,创制自主知识产权新种质是育种持续突破的根本保障。遗传基础狭窄是主要农作物育种难以取得实质性突破的全球性问题,在我国保存的52份种质资源中,特有地方品种和野生资源占总数的70% ,蕴含众多商业品种迫切地需要的特异基因,但以这些资源为供体的种质资源原始创新还未充分开展。

  三是建立完整种质资源知识产权保护制度。通过原始创新将种质资源转变成优异的亲本材料,过程漫长,要付出大财力、精力和时间。必须建立有效持续稳定的支持机制和知识产权保护完整体系。新种子法已经实施,农业农村部正积极地推进种质资源分类登记制度,期望能解决种质资源知识产权保护的问题。

  在水稻领域,种质资源也同样是水稻产业创新的物质基础。历史上水稻总产量的增多,全部依赖于优异种质的挖掘利用。

  中国科学院院士、中国农科院作物科学研究所所长钱前指出,我国稻种资源保有量居世界第二,但约80%来自国内,来源分布不均衡,遗传多样性狭窄,亟需从非洲,北美,南亚和东南亚等地引进资源。且稻种资源的规模化鉴定评价亟待推进。

  资源鉴定评价和创新利用意义重大。以水稻“癌症”为例,水稻黑条矮缩病有严重危害,被称为水稻“癌症”,但目前在育种和生产上尚无抗原。我国科学家从23000多份资源中7份抗黑条矮缩病种质,创制出抗病新品系,才有望从根本上解决这一难题。

  此外,历史上大量优异品种均由地方农家种培育而成,目前还有大量农家种尚待开发。目前,海南正在建设全球最大的野生稻种质资源圃,计划保存全球22个野生稻种和4万份野生稻资源,年鉴定评价1000份以上,年共享利用3000人次以上。

  在玉米领域,国外存在大量优异和特色玉米种质资源,加强对其引进驯化改良至关重要。2015年美国玉米亩产533公斤,中国333公斤,中国单产水平是美国的62.5%。2020年美国玉米亩产735公斤,中国421公斤,中国单产水平是美国的57.3%。与此同时,美国玉米的株密度是6000株/亩,中国仅为4000株/亩。

  非洲科学院院士、南非金山(Witwatersrand)大学教授贾银锁贾银锁表示,种植密度是限制我国玉米增产主要障碍,限制种植密度的瓶颈是株高、耐密性(耐弱光性)和株叶型等。因此,创制玉米矮秆、耐密、抗逆、合理株叶型、高产的新材料是当务之急。

  目前我国每年双季早稻种植培养面积约超7000万亩,对水稻生产有重要意义。但双季早稻面临单价低、效益低等问题,主要做工业和饲料用粮。新型水稻品种“早粳稻”的培育,是解决这一问题的关键。

  但是,早粳稻培育难度极大,需集合长粒优质、高产、抗病抗倒伏、抗穗发芽、特别是抗寒抗高温等特性。我国虽有数十年的早粳稻品种培育史,但仍没有能用来农业生产的品种。

  分子设计育种是各国在种业领域的竞争高点之一。自2009年开始,中国科学院院士李家洋团队充分的利用分子设计育种,在全国多年多地进行杂交筛选和田间实验,最终成功培育出高产优质多抗的“中科发早粳1号”。

  目前,该品种的试验示范进展顺利,早粳稻的自主试验方案和品种审定标准已获通过。成功培育早粳稻品种,是从0到1的巨大突破,预计再过1~2年,国人将提前一季吃上新粳米。

  长期以来,为解决温饱问题,我国偏重产量提高,稻米品质并未受到充分重视。目前我国水稻优质率仅36.5%,有待进一步提高。

  目前,市场对优质稻需求不断的提高,也对育种提出新要求。分子生物技术是稻米品质改良,如外观品质、食味品质、营养品质改良的有效手段。

  中国工程院院士万建民建议,以“优质”为核心,全链条推动优质稻米的发展。一是优质品种的培育;二是优质稻米的生产;三是优质稻米的收获、加工与流通;四是优质稻米品牌的打造与宣传,对标日本越光、泰国香米等;五是建立以“优质”为核心的生产、加工、流通、销售体系。

  应改变传统以追求高产为目标的水稻生产方式,通过合理肥水运筹在保证产量前提下提高稻米品质。“适时收获”是保证稻米品质的有效措施;优质稻收购应实行“优质优价”;应建立“低温烘干”技术体系与优质稻米的“低温储存、加工和流通”体系,最大限度保证稻米的新鲜口感。

  胡培松:设立专项加大良种联合攻关投入,在水稻新品种保护上尽快启动UPOV公约91文本

  在中国工程院院士、中国水稻研究所所长胡培松看来,目前水稻育种发展存在三大问题,一是育种技术日趋落后于发展的新趋势,二是资源精准鉴定和种质创新不足,三是科企合作和知识产权保护有待加强。

  国家水稻良种联合攻关自2016年4月16日在北京启动,六年多来成效显著。胡培松表示,良种联合攻关可发挥集中力量办大事的优势,主攻方向是绿色、优质、安全、高效,攻关目标是出“精品”。

  胡培松建议,设立专项加大良种联合攻关投入。此外,为进一步鼓励原始创新,在实施实质性派生品种制度基础上,在水稻新品种保护上尽快启动UPOV公约91文本。

  此外,我国水稻种业企业规模小,销售方式落后,盲目扩张是多数企业的通病,“种业多是撑死的”,科企融合有待政策的全方位保障。

  我国的水稻育种科研单位也有困惑。2021年国审水稻品种735个,90%由企业育成。“要科研单位干什么?”“小作坊育种举步维艰,未来必须依靠大协作大团队”“ 没有特色也是‘死路一条’,需挖掘创制特有育种材料,并提早进行知识产权保护”。

  油菜、花生、大豆、油莎豆均属于油料作物,都具有广阔的产业前景。在我国,油菜常年种植面积约700万公顷,是唯一的冬季油料作物,对农业生产及食油供应有及其重要的作用。目前我国油菜的自给率约30%,想保证食用油供应安全,自给率需提高到50%。

  中国工程院院士、华中农业大学教授傅廷栋建议,利用冬闲田发展油菜生产,减少与粮食争地的矛盾。同时利用“秋闲地”种植2000万~-3000万亩饲料油菜,这是解决我国饲草短缺的潜力所在,或可弥补5000万吨饲草的缺口。

  我国大豆严重依赖进口。2021年进口大豆占全国总需求的85.5%,按本土大豆平均亩产130公斤计算,要实现1亿吨大豆的进口替代,全国需7.69亿亩耕地。这几乎不可能。

  中国工程院院士、南京农业大学教授盖钧镒表示,在国际霸权存在下,我国的作物生产必须综合自给,我国有限耕地条件下,产量永远是第一位的。

  花生有着非常丰富的营养与经济价值,是我国继稻谷、玉米、小麦之后产值排名第四的作物,总产及单产在整个世界都有优势。

  根据产地、用途不同,花生的品种需求也不同,河南、山东、河北等主产区需要适合一年两熟制的早熟高产品种;东北、新疆等潜力产区则需要耐芽苗期低温、早熟品种;加工公司需要品质特点突出的加工专用型品种;此外,还需要适合机械化作业、综合抗性优良的品种。

  中国工程院院士、河南省农业科学院院长张新友指出,高产、早熟、适合机械化作业、抗生物胁迫、耐非生物胁迫品种以及高油酸基础上的专用品种,是未来育种的方向。

  此外,油莎豆是一种特色油料作物,出油率高达20%左右,是大豆的3~4倍、油菜的2倍,且防风固沙、耐盐碱、提肥力、病虫害少。油莎豆产业可作为扩充油脂来源的新途径。

  “十一五”期间,科技部首次将油莎豆列入国家科技支撑计划项目,开展高效培育技术探讨研究。目前,我国油沙豆种植培养面积在20万亩左右,产业发展呈波动式加快速度进行发展态势。但目前油莎豆产业仍存在种子资源少品种缺乏,机械装备质量良莠不齐、效率低,产品开发严重滞后以及缺少相关的政策扶持等问题。

  食用油是人类三大营养素之一,具有美味、促进人体代谢、提供生命能量等六大营养功能。解放初期,我国很长一段时间处于食用油短缺的阶段,人均食用油每年不到2公斤。

  目前,我国食用植物油的消费已超越世界中等水准15%以上,2021年食用油消费量达4254.5万吨,人均消费达30.1kg。人民生活水平的提高,对于食用植物油的营养与健康,提出了更高的要求和期望。

  中国工程院院士、中国农业科学院油料作物所研究员李培武表示,未来油料营养品质的改良一方面应该培育高含油量、高产量和高抗性的品种;另一方面需要提高食用油的油酸、神经酸、植物甾醇、维生素、菜籽多酚等成分含量,让食用油更有益于人体健康,满足大家对营养健康的需求。

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