以下文章來源于石時(shí)農(nóng)業(yè) ，作者石時(shí)之約欄目組

      撰文 / 陳杰峰

      排版 / 小助手

      圖片 / 來自于網(wǎng)絡(luò)

      導(dǎo)語：種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的“芯片”，是保障國(guó)家糧食安全的根基。“十三五”以來，我國(guó)種業(yè)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，無論從種資源的搜集種類和數(shù)量、品種的研發(fā)和審定數(shù)量都達(dá)到了歷史新高。2022年8月4日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布國(guó)家種業(yè)陣型企業(yè)名單，包括69家農(nóng)作物、86家畜禽、121家水產(chǎn)種業(yè)企業(yè)機(jī)構(gòu)，其中包括專門為種業(yè)領(lǐng)域提供分子育種服務(wù)的多家企業(yè)。眼下已經(jīng)進(jìn)入分子育種時(shí)代，以分子標(biāo)記技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因組編輯技術(shù)等為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)，已成為世界上作物遺傳改良的重要手段。

      本期石時(shí)之約，我們對(duì)話中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員、“分子育種踐行者”徐云碧博士，一起從微觀視角，去透視中國(guó)種業(yè)的大局！

      劉石老師與徐云碧博士是多年舊相識(shí)，在簡(jiǎn)短的寒暄過后，兩人便就“分子育種”這一話題進(jìn)入了深入而詳細(xì)的探討。

      一般傳統(tǒng)的遺傳育種方法，往往是建立在有性雜交的基礎(chǔ)上，通過遺傳重組和表型選擇進(jìn)行新品種選培。隨著所用品種遺傳多樣性逐步減少，傳統(tǒng)育種瓶頸效應(yīng)愈來愈明顯，利用常規(guī)育種技術(shù)已經(jīng)很難育成突破性新品種。而近年生物技術(shù)的創(chuàng)新，無疑極大地推動(dòng)了現(xiàn)代育種的發(fā)展，現(xiàn)代作物分子育種技術(shù)逐漸成為了全世界作物育種的主流。而在我國(guó)，分子育種技術(shù)也正在成為作物遺傳改良的重要手段。

      作物分子育種，簡(jiǎn)單點(diǎn)說就是將分子生物學(xué)技術(shù)應(yīng)用于育種工作中，在分子水平上進(jìn)行育種，通常包括：分子標(biāo)記輔助育種和遺傳修飾育種（轉(zhuǎn)基因和基因編輯育種）。其中分子標(biāo)記輔助育種，是先進(jìn)的分子標(biāo)記技術(shù)和基因組學(xué)工具在育種上的應(yīng)用。它能利用與目標(biāo)性狀緊密連鎖的DNA分子標(biāo)記或覆蓋全基因組的分子標(biāo)記對(duì)目標(biāo)性狀，來進(jìn)行基因型選擇。分子標(biāo)記輔助育種在不改變作物基因組的情況下改變其性狀，選擇的準(zhǔn)確性和效率更高，育種周期短，可以幫助提高農(nóng)作物產(chǎn)量、提升品質(zhì)，并降低生產(chǎn)成本。

      在被問及分子育種在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展和應(yīng)用時(shí)，徐云碧博士想起自己經(jīng)常被人問到的一個(gè)問題——在跨國(guó)公司里，分子育種到底已經(jīng)做到了什么程度？

      徐云碧表示，大型的跨國(guó)公司和普通的小公司，最大的差別就是平臺(tái)和資源的差異。“大型的跨國(guó)公司有各種各樣的資源，可以建立一個(gè)平臺(tái)。比如說做分子檢測(cè)的，可以24小時(shí)不停的運(yùn)轉(zhuǎn)，昂貴的儀器可以終年不停的使用。因?yàn)橛胁煌淖魑锖筒煌膮^(qū)域，所以整個(gè)公司加起來去用這套儀器可以用到最高效。但一個(gè)小公司就不可能自己去買一套設(shè)備搭建一個(gè)體系。同時(shí)，這一套設(shè)備是在不斷的優(yōu)化，信息也在不斷的積累。比如做一個(gè)訓(xùn)練群體，去預(yù)測(cè)一個(gè)育種群體，小公司訓(xùn)練群體的數(shù)量和規(guī)模是有限的，模型的效率也是有限的，但大公司可以做很多的訓(xùn)練群體。這就是兩者的本質(zhì)區(qū)別！”

      目前，我國(guó)正處于開展種源技術(shù)攻關(guān)階段，分子育種技術(shù)能幫助育種企業(yè)加速動(dòng)植物的育種周期，提供行業(yè)新動(dòng)能。正因如此，分子育種技術(shù)不單是在植物領(lǐng)域，在動(dòng)物領(lǐng)域也是大有可為，“華西牛”無疑就是最好的例子。

      8月9日，由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所歷經(jīng)43年培育的“華西牛”獲得了國(guó)家畜禽新品種證書，華西牛在育種過程中利用770K的高密度基因芯片建立了中國(guó)第一個(gè)肉?；蚪M選擇基因數(shù)據(jù)庫，為我國(guó)首個(gè)肉牛全基因組選擇分子育種技術(shù)體系的建立打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而打破了肉牛核心種源依賴進(jìn)口的局面。

      在分子技術(shù)的應(yīng)用上，徐云碧還提到了一個(gè)“遺傳增益”的概念。“遺傳增益，就是說每年能夠獲得的遺傳進(jìn)展或產(chǎn)量改進(jìn)。比如說玉米的單產(chǎn)，每年增加了1%、2%，這是一個(gè)遺傳增益。又比如說奶牛的產(chǎn)奶量，一年增加了多少，同樣有一個(gè)遺傳增益的數(shù)據(jù)和指標(biāo)。”

      分子育種無疑是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展應(yīng)用推廣最迅速的育種新技術(shù)，對(duì)作物遺傳改良產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。至于分子植物育種后期應(yīng)該如何發(fā)展，徐云碧教授也給出了非常獨(dú)到的見解。

      “我們國(guó)家目前還沒有完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，希望在國(guó)家的幫助和扶持之下，國(guó)內(nèi)在相關(guān)領(lǐng)域可以成長(zhǎng)出幾家大企業(yè)，以此為基礎(chǔ)，真正建立起屬于自己獨(dú)立的技術(shù)平臺(tái)體系。在這幾個(gè)大企業(yè)的帶領(lǐng)下，把整個(gè)市場(chǎng)做起來，并形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，這樣才能夠真正地?fù)碛性擁?xiàng)技術(shù)的自主權(quán)，才能比較高效地去運(yùn)轉(zhuǎn)和應(yīng)用分子育種技術(shù)。”

      最后，兩人還談到了分子技術(shù)未來在農(nóng)業(yè)和種業(yè)中的發(fā)展前景。

      徐云碧教授表示，分子育種技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用方面，我國(guó)目前正處于十分關(guān)鍵和重要的時(shí)期，

      從今年開始的接下來幾年時(shí)間里，他非常看好國(guó)內(nèi)分子育種的發(fā)展前景，包括技術(shù)的應(yīng)用以及市場(chǎng)的推廣等等，都已經(jīng)來到了一個(gè)全新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。國(guó)家目前很重視分子育種，推動(dòng)了大量的分子育種科技領(lǐng)域的合作。但市場(chǎng)是殘酷的，有的企業(yè)會(huì)取得成功，自然也會(huì)有企業(yè)會(huì)面臨淘汰。

      總而言之，生物技術(shù)的不斷發(fā)展會(huì)大大地加速行業(yè)的整合和發(fā)展，這是一個(gè)不可避免的趨勢(shì)。隨著國(guó)家的愈加重視以及市場(chǎng)的不斷發(fā)展，不論是技術(shù)人才還是資源資本都將不斷涌向優(yōu)秀的種業(yè)陣型企業(yè)，這是相關(guān)企業(yè)發(fā)展的重大利好機(jī)會(huì)。石時(shí)農(nóng)業(yè)堅(jiān)信，踏浪而來的分子育種技術(shù)將在未來的多個(gè)領(lǐng)域深度挖掘應(yīng)用場(chǎng)景，為解決國(guó)家糧食安全提供新思路。