中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所（簡稱“油料所”）日前宣布，歷經(jīng)近30年努力，南方大豆遺傳育種團隊在國際上首次從大豆中克隆出抗大豆銹病基因，破解了大豆抗銹基因匱乏的世界性難題。在此背景下，走進位于武漢的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所，對南方大豆遺傳育種團隊進行了采訪。在這里。可以看到中國領(lǐng)先的大豆科技成果，了解到中國大豆產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，也看到科研工作者如何利用新路徑，助力中國大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

新中國成立以來大豆產(chǎn)量

      為世界大豆植入“中國芯”

      “南美洲是世界主要的大豆銹病發(fā)病區(qū)域之一，大豆種植面積超過10億畝，每年銹病防治費用超20億美元。”中國農(nóng)科院油料所南方大豆遺傳育種創(chuàng)新團隊首席、國家大豆產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位科學(xué)家陳海峰研究員接受采訪時表示，首先科普了什么是“大豆銹病”。大豆銹病是世界大豆最主要的病害，主要在巴西、美國、阿根廷等國家高溫高濕的海洋性氣候種植區(qū)暴發(fā)，嚴重威脅世界大豆生產(chǎn)。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所大豆生物育種生長室，陳海峰正在觀察大豆生物育種新材料生長情況。楊沙沙 攝

      據(jù)介紹，南方大豆遺傳育種創(chuàng)新團隊從13000多份大豆資源材料中，篩選到對銹菌免疫的種質(zhì)，首次從大豆中克隆出廣譜持久抗大豆銹病基因Rpp6907，為大豆抗銹病育種提供了寶貴基因資源。目前該基因的相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)已申請多國發(fā)明專利，相關(guān)成果發(fā)表在國際知名期刊《自然通訊》上。

      陳海峰表示，目前中國大豆進口約60%來自南美洲，挖掘出具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的抗大豆銹病基因，能夠為世界大豆植入“中國芯”，牢牢把握知識產(chǎn)權(quán)主動權(quán)，可從源頭上保障國家糧食安全。2023年中國大豆進口量9941萬噸，約占國內(nèi)市場總量的82%。

      中國大豆產(chǎn)業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長盧林綱近日表示，我國大豆產(chǎn)業(yè)主要面臨三方面挑戰(zhàn)：一是種植成本高，二是單產(chǎn)水平低，三是進口大豆沖擊。據(jù)統(tǒng)計，2023年中國大豆消費量1.2億噸，位居世界首位。以總產(chǎn)計，中國僅為世界第四大大豆生產(chǎn)國，僅占全球5%左右，和消費量相比差距懸殊。

      陳海峰表示，大豆是優(yōu)質(zhì)植物油脂和蛋白的重要來源，也是不可或缺的高蛋白飼料和工業(yè)原料。就食用油而言，大豆是中國重要的大宗油料作物之一，這方面我們可以用菜籽油、玉米油、棕櫚油、花生油等多種植物油替代。但豆粕在養(yǎng)殖中卻是難以替代的，豆粕蛋白質(zhì)含量42.7%—45.3%，是理想的動物飼料，在豬雞鴨飼料中占比20%—30%。目前全球豆粕年產(chǎn)量超過2.5億噸，是世界第一大飼料蛋白來源，其中中國每年就消費7600余萬噸。

      “讓人眼前一亮”

      在油料所大豆生物育種生長室，陳海峰一邊觀察大豆生物育種新材料生長情況，一邊介紹中國大豆經(jīng)歷的三個主要發(fā)展時期。新中國成立初期，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速恢復(fù)，大豆種植面積由1950年的1.24億畝擴大到1957年的1.91億畝。1958年到1978年，糧食供應(yīng)緊張，種植結(jié)構(gòu)發(fā)生較大調(diào)整，大豆種植面積下降到1.07億畝，總產(chǎn)量回落至756萬噸。1979年開始，隨著家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的實行，大豆價格有所提高，種植面積開始波動增長。這個階段，一批單產(chǎn)水平較高的大豆新品種培育成功，大豆單產(chǎn)于1993年首次突破100公斤/畝。

      21世紀初，受進口大豆沖擊，中國大豆產(chǎn)業(yè)處于低谷期，當時國內(nèi)大豆相關(guān)科研人員，加上在校研究生，不過800人。

      2008年，中國先后建立現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，啟動大豆轉(zhuǎn)基因新品種培育重大專項等科研項目，開展大豆育種聯(lián)合攻關(guān)，極大提升大豆科技創(chuàng)新能力。

      黨的十八大以來，中央出臺一系列扶持大豆生產(chǎn)的政策，大豆產(chǎn)量快速提升。2019年以來中央一號文件對大豆產(chǎn)業(yè)振興作出工作部署。2022年初提出“國家大豆和油料產(chǎn)能提升工程”，實施了多項鼓勵和推動大豆種植的政策，2022年大豆種植面積1.54億畝，產(chǎn)量邁上2000萬噸“新臺階”。

      香港中文大學(xué)卓敏生命科學(xué)教授暨農(nóng)業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室主任林漢明，1997年從美國回到香港。當時，林漢明在美國西北大學(xué)已完成分子生物學(xué)博士學(xué)位，并在紐約大學(xué)進行博士后研究。林漢明回憶，1997年，他到中國內(nèi)地走了一圈，發(fā)現(xiàn)大豆是從中國起源的很重要的農(nóng)作物，當時很少有人研究大豆，最終他選擇甘肅落地大豆研發(fā)成果。“我剛剛開始做大豆研究，當時主要的高價值論文都是歐美、澳大利亞等國家的學(xué)者發(fā)布的，但是這些年，我看到很多內(nèi)地年輕人、各種內(nèi)地團隊陸續(xù)發(fā)出讓人眼前一亮的基礎(chǔ)科研文章。”林漢明這樣表示。

      如何提升大豆自給率

      陳海峰表示，除了大豆抗銹病研究，南方大豆遺傳育種創(chuàng)新團隊在大豆育種領(lǐng)域也取得突破，選育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)多抗大豆新品種中豆57、中豆63等。最近，湖北省公安縣埠河鎮(zhèn)1.2萬畝連片種植的大豆新品種“中豆57”，畝產(chǎn)達276.1公斤，比全國平均單產(chǎn)高出一倍。

      此外，大豆生物育種也是該團隊重要研發(fā)方向。生物育種作為前瞻性、戰(zhàn)略性國家重大科技項目，列入了國家“十四五”規(guī)劃綱要，并提出要“加強農(nóng)業(yè)良種技術(shù)攻關(guān)，有序推進生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，培育具有國際競爭力的種業(yè)龍頭企業(yè)”。

      陳海峰介紹，以原孟山都、先鋒等為代表的跨國公司生物育種經(jīng)歷了三代發(fā)展，第一代成功培育出耐除草劑大豆品種，第二代培育出耐除草抗病抗蟲等轉(zhuǎn)基因大豆品種，第三代品種則在前兩代的基礎(chǔ)上至少集合了2-3個目標基因。目前，中國大豆生物育種處于第一代和第二代之間，培育的主要是耐除草劑、抗病蟲大豆品種。

      如何破解大豆高度依賴進口的局面？林漢明表示，中國人口占全世界18%，耕地面積只占全球9%，在耕地不足的情況下，中國還要保護小麥、水稻、玉米等主糧的種植，大豆能夠擴種的空間不大。在耕地不足的情況下，陳海峰認為，需要利用生物育種技術(shù)，培育突破性大豆新品種并集成高產(chǎn)高效生產(chǎn)技術(shù)，在提高單產(chǎn)上下功夫。

      陳海峰表示，現(xiàn)在主要從兩方面著手解決問題：一是進一步提高國內(nèi)大豆產(chǎn)能，目前國產(chǎn)大豆年產(chǎn)量約2000萬噸，占中國大豆消費總量17%左右，未來希望通過利用鹽堿、灘涂、高寒、干旱等邊際土地等擴種大豆，以及通過大豆玉米帶狀復(fù)合種植增加供給；二是提高大豆單產(chǎn)，將畝產(chǎn)130公斤提到200公斤，達到美國大豆的單產(chǎn)水平。“通過上述途徑，中國大豆自給率能達到50%左右，同時我們要通過科技創(chuàng)新，搶占大豆種業(yè)制高點，提升中國在世界大豆產(chǎn)業(yè)上的話語權(quán)，保障中國大豆供給安全。”

      盧林綱表示，在種植面積增加、科技進步的雙重推動下，國產(chǎn)大豆產(chǎn)業(yè)產(chǎn)量也在持續(xù)增長。預(yù)計今年國產(chǎn)大豆總產(chǎn)將超過2000萬噸，又是一個豐收年。