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中科院院士:我国粮食育种水平?国人都多虑了

粮食安全是国家安全的重要基础。中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手中,中国粮主要靠中国种,种子可以说是农业的“芯片”。

我国人均耕地面积不足世界平均水平的40%。在耕地有限情况下,要确保2022年粮食产量稳定在1.3万亿斤以上,需要大力推进种源等农业关键核心技术攻关。

先进的生物育种技术是支撑和推动我国种业发展的基石。

近些年,我国在生物育种技术领域取得了显著进展,尤其在水稻分子模块设计育种技术方面优势明显,引领了国际育种发展方向。

同时也应看到,我国种业发展基础仍不牢固。“目前生物育种技术的产业化推进缓慢,亟须推动先进育种技术的成果转化,制定有利于生物育种等先进技术的配套法规,有序推进生物育种产业化应用,实现种业科技自立自强、种源自主可控。”中国科学院院士、中国科学院植物研究所研究员种康告诉《瞭望》新闻周刊记者。

种康和他的团队通过分子设计的方式培育耐寒水稻品种,为解决我国乃至全球粮食安全问题提供保障。

近日,围绕我国生物育种发展现状以及如何围绕国家重大战略需求布局生物育种重大项目等问题,种康接受了本刊记者专访。

生物育种推动现代种业跨越式发展

《瞭望》:为什么说智能分子设计育种是育种的未来方向?

种康:生物育种是利用遗传学、分子生物学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程。广义上讲,生物育种技术发展经历三个主要时期:原始驯化选育(1.0版)、杂交育种(2.0版)、分子育种(3.0版)。智能分子设计育种(4.0版)是育种的未来方向。

20世纪至今,生物育种技术的发展历程与生命科学基础研究的进步密不可分。基于遗传学、分子生物学、基因组学、计算生物学和系统生物学的理论和技术发展,科研人员发展了农家品种杂交育种、半矮秆新品种培育、高产杂种优势育种、分子模块和分子精准设计育种等技术。

这期间作物育种里程碑式事件有很多。例如,诞生了最早的杂交种——1904年加拿大科学家培育的生产用春小麦杂交品种“马奎斯”;第一个商业杂交种玉米双交种在1943年获得极大成功,带动了商业制种产业发展;上世纪50年代,科学家在小麦中发现了半矮秆基因,引发了“第一次绿色革命”,培育出了耐肥、抗倒伏与高产的半矮秆小麦、水稻等作物新品种;上世纪70年代开始,育种专家利用杂交子一代在环境适应性、产量、抗性等方面均优于双亲的杂种优势生物学现象,培育了大量杂交水稻、杂交玉米组合产品,目前杂种优势已在水稻、玉米等多种作物育种中得到广泛应用。袁隆平的超级杂交稻和李振声院士团队通过远缘杂交获得的小偃系列小麦品种就是杂种优势育种的典范,为中国和世界的作物增产与粮食安全作出了重大贡献。

然而,杂交育种对农艺性状的选择主要依赖于育种专家经验,通过大规模的田间形态学筛选,工作量大、效率低、周期长,一般培育一个新品种需要10年以上。上世纪末,DNA分子标记技术与转基因技术的发展与成熟,促进了以分子标记辅助育种和转基因生物技术育种为代表的分子育种(3.0版)的到来。

当前,国际一流种业公司育种技术正由分子育种(3.0版)进入智能分子设计育种(4.0版),而我国仍处于表型选择(2.0版)到分子育种(3.0版)的过渡阶段。在生物育种技术方面,我国仍处于追赶状态。

《瞭望》:在水稻生物育种技术领域,我国处于全球什么位置?

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