◇近年吉林每年審定通過的水稻新品種在50個左右,大約七成與“吉粳88”有親緣關系。玉米品種也面臨同樣情況
◇自上世紀80年代以來,我國先后經歷5次品種的更新?lián)Q代,前4次平均每5.5年更新?lián)Q代一次,但第5次更新?lián)Q代至今已歷經近20年,仍未形成突破。品種更新?lián)Q代速度降低,不利于種業(yè)振興發(fā)展、應對極端氣候變化和災害不足,為糧食安全埋下隱患
◇種質資源匱乏、從事種質資源鑒定評價人才不足、種質資源交流缺乏積極性等,是造成我國部分主糧品種區(qū)域“同質化”的主要原因
秋收時節(jié),在全國產糧大縣吉林長嶺,種糧大戶劉軍正忙著為代耕的農戶收玉米。他同時還有一個任務,就是觀察不同品種表現(xiàn),為來年選擇品種提供參考。今年他代耕的1000公頃玉米地種植了近百個品種,他感覺“長勢都差不多,看不出有啥差別”。
一些專家表示,區(qū)域內相似品種多,一定程度說明品種存在“同質化”。記者在采訪中了解到,部分主糧作物區(qū)域品種“同質化”,是近年困擾我國種業(yè)的普遍問題。
受訪專家認為,育種“同質化”不僅延長了作物大品種更新?lián)Q代周期,制約我國種業(yè)產生原創(chuàng)性、跨越性成果,而且在氣候異常或出現(xiàn)新的病蟲害時,容易引起大面積減產,給糧食安全埋下隱患。
主糧品種“近親繁殖”隱患多
“年年絞盡腦汁選品種,但種來種去感覺差不多。”劉軍說,這幾年,一旦市場上有表現(xiàn)不錯的品種,種子經銷商很快就會推薦一些相似品種。“種子經銷商給我推薦新品種時,都說跟某些暢銷品種屬于一個系列。”
專家介紹,品種“同質化”可以理解為“近親繁殖”——品種之間親緣關系很近。
以水稻為例,“吉粳88”是吉林省農科院在20年前選育過審的水稻品種,因高產、抗性強在東北地區(qū)大面積推廣應用。吉林省現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系水稻體系專家嚴永峰說,近年吉林每年審定通過的水稻新品種在50個左右,大約七成與“吉粳88”有親緣關系。“很多育種家手里可用的育種材料有限,所以一直圍繞‘吉粳88’等品種進行改良修飾,新品種難有質的突破,性狀的提升極其緩慢。”
玉米品種也面臨同樣情況。多年來,國際種子巨頭美國先鋒、孟山都等公司的一些玉米品種憑借豐產性好在東北中、早熟地區(qū)大面積推廣應用。不少育種家在這些品種的基礎上稍加修飾和改動,形成了眾多親緣關系很近的品種。
一些種糧大戶反映,一個品種在同一塊地連續(xù)種植多年,表現(xiàn)就會變差,需要更換品種。但如果換的新品種是“同質化”的,表現(xiàn)難有改觀。“這幾年幾乎年年選新品種,可等秋收一看,和以往差不多。”
專家認為,區(qū)域品種“同質化”有諸多風險隱患。
品種更新?lián)Q代速度降低,不利于種業(yè)振興發(fā)展。專家介紹,“稍加修飾”的育種方式雖然能快速推出品種,但會導致育種遺傳基礎越來越窄。據了解,“十三五”以來,玉米品種審定加快,審定數(shù)量逐年提升,每年平均國審近600個品種,加上省級審定的品種平均每年2100多個,國審和省審的品種最高年份可達到3100多個。
與之相反,玉米大品種更迭速度緩慢。“鄭單958”自2004年開始直到2020年,始終位居我國玉米種植面積第一,霸榜近20年。
國家玉米產業(yè)技術體系崗位科學家、吉林省農科院玉米所副所長路明介紹,自上世紀80年代以來,我國先后經歷5次品種的更新?lián)Q代,前4次平均每5.5年更新?lián)Q代一次,但第5次更新?lián)Q代至今已歷經近20年,仍未形成突破。
應對極端氣候變化和災害不足,為糧食安全埋下隱患。品種“同質化”意味著同一區(qū)域內的品種多樣性不足,作物抗風險能力減弱,增加區(qū)域糧食生產風險。
近年,我國多個玉米主產區(qū)出現(xiàn)極端天氣,并且每年氣候變化異常。不久前,中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所的專家牽頭了一場種業(yè)座談會,來自青島農業(yè)大學的教授趙延明等專家介紹,黃淮地區(qū)有種植面積較大的玉米品種由于氣候變化導致發(fā)育不正常,出現(xiàn)大面積減產。多位專家提醒,區(qū)域內一旦因氣候變化等原因出現(xiàn)新的病蟲害等災害,“同質化”的品種可能大面積成災,相關隱性風險需要重視。
育種“同質化”三大成因
記者采訪發(fā)現(xiàn),種質資源匱乏、從事種質資源鑒定評價人才不足、種質資源交流缺乏積極性等,是造成我國部分主糧品種區(qū)域“同質化”的主要原因。
種質資源匱乏。豐富的種質資源是育種的基礎。玉米作為我國主糧品種,全國僅有3萬多份玉米種質資源。而世界上優(yōu)質玉米種質資源大多在美洲地區(qū)。“巧婦難為無米之炊”,育種家們缺少優(yōu)質資源,只好就現(xiàn)有資源加以改良,難以產生突破性進展。
需要注意的是,在玉米種質資源匱乏的同時,我國還有大量主糧作物種質資源閑置。據了解,我國擁有水稻種質資源超過8萬份,但進行過深入鑒定和研究的不足10%,即九成以上的水稻種質資源還不了解其相關性狀,無法用于育種。
嚴永峰說,種質資源鑒定需要進行表型鑒定和基因型鑒定,表型鑒定需要在多個生態(tài)區(qū)種植,通常需要三四年時間,基因型鑒定需要專業(yè)的設備和服務器,光購買服務器就需要幾十萬元,較長的周期和較高的成本,使種質資源鑒定評價工作進展緩慢。
同時,從事種質資源鑒定評價人才不足。種質資源鑒定評價是種業(yè)科研的基礎。與之對應,相關人才是育種“金字塔”的底座,數(shù)量應遠遠多于育種家,但目前情況正好相反。吉林省農科院副院長牟忠生說,由于種質資源鑒定評價投入大、周期長,難以短期見成果,很多科研單位開展意愿不強,缺乏科研立項和經費長期支持。
種質資源交流缺乏積極性。減少“同質化”、提高大品種選育效率的另一種途徑,是讓大家手里的種質資源真正實現(xiàn)交流、共享,可惜目前交流比較有限。中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所研究員關義新說,小單位有資源不敢拿出來,大單位有資源不想拿出來,結果都做不大。
吉林農業(yè)大學教授凌鳳樓提醒,育種“同質化”現(xiàn)象要辯證地看。他解釋說,育種“同質化”現(xiàn)象在育種發(fā)展過程中的每一個階段都存在,很多新品種都是在一些原有優(yōu)質品種基礎上產生的,國外育種也存在類似情況,可以說,育種“同質化”是一個階段性過程。但如果這個過程持續(xù)時間過長,就會導致種業(yè)瓶頸長期難以突破,對產業(yè)發(fā)展造成不利影響。
據業(yè)內人士介紹,國家相關部門已關注到區(qū)域品種“同質化”情況。2021年,國家頒布《國家級玉米品種審定標準(2021年修訂)》明確,申請審定品種應當與已知品種DNA指紋檢測差異位點數(shù)≥4個。
據了解,這表明申請審定的國家級玉米品種,其DNA指紋檢測差異位點數(shù)由過去的2個提高至4個,即在40個位點的對比中,必須大于等于4個位點才能通過審定。這進一步提升了國家級玉米品種審定中對遺傳差異的要求,可對防止“同質化”起到一定作用。
多方發(fā)力破解難題
種子是農業(yè)的“芯片”。受訪專家表示,要實現(xiàn)我國種業(yè)特別是主糧作物品種的突破,亟需重視“同質化”問題,從基礎做起,從多方發(fā)力。
整合資源,探索組建大的育種聯(lián)盟和育種平臺,形成創(chuàng)新合力。種業(yè)創(chuàng)新是系統(tǒng)工程,需要資源、技術等多個團隊協(xié)同配合。關義新說,過去育種多是低水平重復,需要搭建大平臺,通過高水平交流合作,推動更多優(yōu)質種質資源交流,形成一批優(yōu)質品種。建議由國家層面牽頭組建可信任的、建立一定規(guī)則和機制的、大的種質資源交流合作平臺,打破低效、低水平的重復性簡單育種,破解“同質化”問題。
近年,中國科學院東北地理與農業(yè)生態(tài)研究所的專家牽頭,與相關大學、企業(yè)等100余家單位的育種家自發(fā)組建中科玉九所聯(lián)盟,開展品種測試、資源交流、品種選育和推廣合作。聯(lián)盟內部成立管理公司,以市場化運營的模式統(tǒng)籌管理合作事項,實現(xiàn)利益合理分配。受訪專家認為,這一做法對促進各育種機構間的資源交流、形成創(chuàng)新合力是一種有益嘗試。
加大力度支持種質資源鑒定評價等基礎研究。構建遺傳多樣性豐富的優(yōu)異種質庫,增加源頭創(chuàng)新儲備,對育成新品種至關重要。農業(yè)農村部有關專家介紹,我國實行種業(yè)振興行動以來,利用3年左右時間基本完成種質資源的普查和保護等基礎工作,下一步將重點推進種質資源鑒定和利用。
基層科研工作者建議,應進一步完善和調整科研導向,不僅要鼓勵選育突破性大品種,還要鼓勵新種質創(chuàng)制,推動國家科研立項向種質資源創(chuàng)制和創(chuàng)新傾斜。比如在績效評價等方面向基礎研究傾斜,建立體現(xiàn)種質資源鑒定評價工作成果的機制,支持公益性育種科研單位形成穩(wěn)定的科研隊伍,將這項工作長期堅持下去。
據了解,為破解種質資源相關基礎工作無人愿做的難題,吉林省農科院今年進行機制創(chuàng)新,通過高位統(tǒng)籌,把院內所有從事種質資源鑒定評價的人才集中在一起,進行柔性整合,設計項目內容。
此外,由于好的種質資源受國外壟斷,我國玉米等種質資源相對匱乏,基層建議鼓勵種業(yè)企業(yè)主動“引進來”和“走出去”,到國際市場試水,充分利用國際優(yōu)質創(chuàng)新資源和技術,開發(fā)海外市場,主動參與國際市場競爭。
進一步完善新品種審定標準,培育突破性大品種。路明說,通過簡單修飾改造的“同質化”“山寨版”品種,盡管其遺傳差異在審定上都合格,但沒有實質性突破,對促進生產意義不大,我國種業(yè)創(chuàng)新需要摒棄急功近利的心態(tài)。建議在健全完善相關機制、法律法規(guī),強化種質知識產權保護的同時,進一步提高新品種審定、評價的標準,讓真正的創(chuàng)新成果脫穎而出。