生物育種，簡單來說，就是利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段對農(nóng)作物進行遺傳改良，以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性等性狀。它不僅是國家重大需求，更是保障糧食安全的重要途徑。

      糧食安全，是每一個國家都必須面對的重要問題。根據(jù)2013年世界糧食安全狀況報告，保障糧食安全可以分為三個階段：數(shù)量保障、質(zhì)量保障，以及保障食物營養(yǎng)與滿足消費者多元化需求。中國作為一個人口大國，糧食安全問題尤為重要。然而，我們面臨著諸多挑戰(zhàn)。

      一方面，隨著生活水平的提高，人們的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，營養(yǎng)過剩和營養(yǎng)不良問題并存。營養(yǎng)過剩導(dǎo)致的“三高”問題日益嚴重，而微量營養(yǎng)素缺乏或不平衡則表現(xiàn)為“隱性饑餓”。多項研究表明，“隱形饑餓”會嚴重影響人民身體健康和經(jīng)濟發(fā)展。

      另一方面，我國水資源貧乏，人均水資源占有量僅為世界平均水平的四分之一。同時，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本高、效益低，多種農(nóng)產(chǎn)品價格高于國際市場。此外，我國主要農(nóng)產(chǎn)品對外依存度高，這也給糧食安全帶來了不小的壓力。

中國工程院院士萬建民

      面對這些挑戰(zhàn)，育種成為了確保糧食安全的重要源頭。良種對我國糧食增產(chǎn)的貢獻率為45%，與歐美等發(fā)達國家的60%相比還有很大差距。當(dāng)前，我國農(nóng)作物育種技術(shù)亟需迭代升級，突破性重要基因的匱乏、育種周期長等問題限制了農(nóng)作物的遺傳改良。因此，我們必須尋求新的突破點。

      生物技術(shù)，正是突破常規(guī)育種瓶頸的關(guān)鍵。近年來，生物育種基礎(chǔ)研究不斷深入，技術(shù)也在不斷升級換代。從規(guī)?；?、精準化考慮，全景組學(xué)將成為系統(tǒng)解析優(yōu)異種質(zhì)的重要方向?；蛲诰蜈呄蛏疃然⒏咝Щ?、智能化，高產(chǎn)基因、抗病蟲基因、資源高效利用基因等不斷被發(fā)現(xiàn)和利用。

      在前沿育種技術(shù)研發(fā)方面，我們也取得了不少進展。作物育種底盤技術(shù)如表型鑒定技術(shù)、單倍體技術(shù)、遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)等都在不斷突破。智能設(shè)計技術(shù)更是將大數(shù)據(jù)、人工智能等多技術(shù)融合，為生物育種提供了全新的思路和方法。

      其中，轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)、基因編輯育種技術(shù)、全基因組選擇技術(shù)等都是近年來備受關(guān)注的前沿技術(shù)。轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)通過導(dǎo)入外源基因，使農(nóng)作物獲得新的性狀。基因編輯育種技術(shù)則是對農(nóng)作物自身的基因進行精準編輯，實現(xiàn)性狀的改良。全基因組選擇技術(shù)則是利用基因組信息對農(nóng)作物進行遺傳評估，預(yù)測其未來表現(xiàn)。

      值得一提的是，生物育種已經(jīng)進入了BT+IT智能設(shè)計時代。這意味著我們可以利用生物技術(shù)和信息技術(shù)的融合，對農(nóng)作物進行更加精準、高效的遺傳改良。然而，盡管我們在生物育種領(lǐng)域取得了不少進展，但仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。

      首先，生物育種基礎(chǔ)研究原創(chuàng)不足。雖然我們在農(nóng)作物重要性狀基因克隆等方面取得了突出進展，但整體上仍然缺乏核心技術(shù)專利。這導(dǎo)致我們在國際競爭中處于不利地位。我們需要加強基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新，提高原創(chuàng)能力，為生物育種提供更加堅實的理論基礎(chǔ)。

      在轉(zhuǎn)基因育種方面，我們雖然創(chuàng)制了一批重大產(chǎn)品，如抗蟲耐除草劑轉(zhuǎn)基因玉米、抗除草劑轉(zhuǎn)基因大豆等，但整體上仍然缺乏具有競爭力的新品種。同時，基因編輯育種技術(shù)體系雖然已經(jīng)建立，但獲得具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CRISPR編輯新工具仍然是一個難題。

      此外，重大新品種創(chuàng)制能力亟待提升。玉米、大豆等作物的單產(chǎn)與美國等發(fā)達國家相比仍有較大差距。這需要我們加強新品種的選育和推廣工作，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

      種業(yè)企業(yè)育種創(chuàng)新能力也是制約我國生物育種發(fā)展的一個重要因素。目前，我國種業(yè)企業(yè)的育種創(chuàng)新能力普遍較弱，缺乏具有國際競爭力的種業(yè)品牌。因此，我們需要加強種業(yè)企業(yè)的創(chuàng)新能力建設(shè)，培育具有國際競爭力的種業(yè)品牌。

      面對這些挑戰(zhàn)，我們需要采取一系列政策措施來推動生物育種的發(fā)展。首先，要強化危機認識，把握發(fā)展機遇。我們要深刻認識到生物育種對于保障糧食安全的重要性，加強頂層設(shè)計和規(guī)劃布局，推動生物育種技術(shù)的快速發(fā)展。

      其次，要提高認識，強化組織領(lǐng)導(dǎo)。各級政府和相關(guān)部門要高度重視生物育種工作，加強組織領(lǐng)導(dǎo)和協(xié)調(diào)配合，形成推動生物育種發(fā)展的強大合力。同時，要加強種業(yè)科技創(chuàng)新。我們要加大科研投入力度，支持生物育種基礎(chǔ)研究和前沿技術(shù)研發(fā)。要加強國際交流合作，引進和消化吸收國際先進技術(shù)成果。在突破關(guān)鍵技術(shù)方面，我們要加強基因挖掘、遺傳轉(zhuǎn)化、智能設(shè)計等技術(shù)的研究和應(yīng)用。要培育新一代品種，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性。

      最后，要健全政策體系，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)化生態(tài)。我們要完善相關(guān)法律法規(guī)和政策措施，為生物育種產(chǎn)業(yè)化提供良好的政策環(huán)境和市場環(huán)境。同時，要加強科普宣傳和教育引導(dǎo)工作，提高公眾對生物育種的認識和接受度。

      （本文系中國工程院院士萬建民在2024中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展論壇暨全球農(nóng)業(yè)研究熱點前沿與科技競爭力成果發(fā)布會的分享）