近些年，我國農(nóng)業(yè)科技成果有什么？許多人都會(huì)脫口說出一項(xiàng)：超級(jí)稻。
其實(shí)，你所不了解的農(nóng)業(yè)科技成果還有很多：我國培育的小麥品種，最高畝產(chǎn)達(dá)750公斤；培育的玉米品種畝產(chǎn)800公斤至1000公斤，最高單產(chǎn)1400公斤；我國首創(chuàng)轉(zhuǎn)基因三系雜交抗蟲棉，有效替代了國外的技術(shù)和品種；禽流感、口蹄疫疫苗技術(shù)在世界上具有領(lǐng)先水平……
從農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)明發(fā)展、化肥農(nóng)藥的使用、育種技術(shù)的創(chuàng)新，到當(dāng)前以生物組學(xué)技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)等為代表的前沿技術(shù)，我國的農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，帶動(dòng)了一輪又一輪的農(nóng)業(yè)科技革命。
“東方橄欖油”：雙低菜籽油
我國百姓所食用的80%的油脂和60%的蛋白質(zhì)是由油料產(chǎn)品加工或轉(zhuǎn)化而來。而油菜是最主要的國產(chǎn)食用植物油脂來源，油菜種植有兩大優(yōu)勢：第一，油菜是產(chǎn)油效率最高的油料作物之一，油用比例達(dá)100%；第二，油菜是冬作物，主要利用冬閑田生產(chǎn)，不與糧食作物爭地。
雙低菜籽油菜是指低芥酸、低硫甙油菜,雙低菜籽油由于其脂肪酸組成十分均衡，是目前公認(rèn)的最健康的食用植物油，被譽(yù)為“東方橄欖油”。一是因?yàn)槿菀滓l(fā)心血管疾病的飽和脂肪酸在雙低菜籽油中含量十分低，平均只有7%，在植物油中最低。二是有助于降低膽固醇，預(yù)防心血管疾病的油酸（單不飽和脂肪酸）含量達(dá)60%，僅次于橄欖油（75%）。
20世紀(jì)90年代末以來，我國有效克服了油菜雙低與高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)與抗病兩大矛盾，培育一大批高產(chǎn)抗病雙低油菜新品種。到2009年，全國油菜優(yōu)質(zhì)化率（雙低率）達(dá)到90%以上，平均畝產(chǎn)達(dá)到125公斤，單產(chǎn)和總產(chǎn)比90年代末均增長了約25%，菜籽油占國產(chǎn)油料作物產(chǎn)油量的比例進(jìn)一步提高到57%，同時(shí)顯著提高了菜籽油品質(zhì)，增加了優(yōu)質(zhì)飼料蛋白的供給能力。
目前，國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)培育出油菜新品種—“中雙11號(hào)”，它高產(chǎn)、含油量高、抗菌核病、適于機(jī)械化收獲。“中雙11號(hào)”在國家區(qū)區(qū)域試驗(yàn)中平均畝產(chǎn)167.3公斤；含油量達(dá)到49.04%。據(jù)測算，含油量每提高一個(gè)百分點(diǎn)，全國油菜產(chǎn)業(yè)可增收7億元左右。
轉(zhuǎn)基因抗蟲棉：經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益兼收
上世紀(jì)90年代初，中國大地上曾經(jīng)出現(xiàn)過這樣一幅景象：學(xué)校停課放假，解放軍奉命下鄉(xiāng)。干什么呢？下棉田抓棉鈴蟲。
小小棉鈴蟲爆發(fā)起來，曾經(jīng)讓棉花產(chǎn)量損失30～50%，而原料短缺又導(dǎo)致工廠停工。
為什么不使用農(nóng)藥防治呢？舉個(gè)數(shù)字：1992年，我國農(nóng)藥的使用量是80萬噸，其中60%為殺蟲劑，30%用于防治棉鈴蟲。長期大量地使用農(nóng)藥，使棉鈴蟲產(chǎn)生了強(qiáng)烈的抗藥性，曾經(jīng)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：將棉鈴蟲泡在農(nóng)藥原液中，棉鈴蟲扭來扭去很長時(shí)間不死，一只雞走過來，吃了正在扭動(dòng)的棉鈴蟲，沒一會(huì)就死了。
真的對(duì)棉鈴蟲就毫無辦法、無計(jì)可施了嗎？轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)找到了解決棉鈴蟲問題的方法。在土壤中有一種細(xì)菌，叫做蘇云金芽孢桿菌，它可以產(chǎn)生一種殺蟲晶體蛋白質(zhì)，而這種殺蟲晶體蛋白質(zhì)是棉鈴蟲的克星，被棉鈴蟲食用后，會(huì)導(dǎo)致棉鈴蟲產(chǎn)生“胃潰瘍”直至“胃穿孔”，最終引起棉鈴蟲死亡。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所的科研團(tuán)隊(duì)根據(jù)蘇云金芽孢桿菌殺蟲晶體蛋白基因的序列，按照棉花基因的特征，在實(shí)驗(yàn)室合成了這個(gè)殺蟲晶體蛋白基因，把基因?qū)氲矫藁w內(nèi)，最終獲得了含有殺蟲晶體蛋白基因的抗蟲棉。這一成功讓中國成為繼美國之后，第二個(gè)獨(dú)立自主培育出抗蟲棉的國家。
為了延長抗蟲棉的安全使用壽命，科研團(tuán)隊(duì)一鼓作氣，在世界上率先培育成功了轉(zhuǎn)基因雙價(jià)抗蟲棉。雙價(jià)抗蟲棉中除了含有殺蟲晶體蛋白質(zhì)基因外，還有一個(gè)來源于植物的豇豆胰蛋白酶抑制劑基因。
1998年抗蟲棉和雙價(jià)抗蟲棉均通過了國家的安全性評(píng)價(jià)，開始大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。截止2011年，國產(chǎn)抗蟲棉累計(jì)推廣面積4.34億畝，按每畝地節(jié)約使用農(nóng)藥0.5公斤，增收節(jié)支140元計(jì)，累計(jì)減少農(nóng)藥使用2.17億公斤，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益607億元。同時(shí)，棉農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度和防治成本顯著下降，棉農(nóng)中毒事件降低了70%到80%，棉田生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。
綠色農(nóng)業(yè)的“新兵”：植酸酶玉米
植酸酶玉米是什么？與普通玉米相比，它有什么優(yōu)點(diǎn)？
玉米是主要的飼料原料。植酸酶是飼料業(yè)使用的重要酶制劑，主要作用是提高動(dòng)物對(duì)飼料中磷和蛋白質(zhì)、金屬離子的利用效率，提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，顯著降低動(dòng)物糞便中磷的排泄量，減輕由此造成的環(huán)境污染問題。
植酸酶玉米是把植酸酶基因轉(zhuǎn)到玉米中得到的轉(zhuǎn)基因玉米，在玉米籽粒中高效表達(dá)、積累植酸酶蛋白，籽粒含有高活性植酸酶。植酸酶玉米既具有普通玉米的營養(yǎng)成分，又增加了普通玉米不具備的富含植酸酶這樣的一個(gè)新性狀。
植酸酶玉米的原理是：玉米等飼料原料中含有豐富的磷但主要以植酸形式存在，豬、雞、鴨、魚蝦等不能有效利用，需要添加磷酸氫鈣滿足生長需要，造成磷資源浪費(fèi)。同時(shí)，植酸是抗?fàn)I養(yǎng)因子，它和鈣、鐵、鎂、鋅、蛋白質(zhì)形成不溶性的螯合物，嚴(yán)重影響動(dòng)物對(duì)這些營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。植酸酶可以專一地分解植酸，釋放磷元素，同時(shí)解除對(duì)鈣、鐵、鎂、鋅、蛋白質(zhì)的束縛，提高飼料利用率。
植酸酶玉米的優(yōu)點(diǎn)：在我國嚴(yán)重缺磷，每年進(jìn)口110萬噸以上的情況下，植酸酶玉米將替代傳統(tǒng)飼料中50—70%的磷酸氫鈣；提高動(dòng)物對(duì)飼料磷的利用率60%，肉、蛋產(chǎn)量、質(zhì)量改善；減少糞便中磷的排泄量40%，顯著減少磷的污染，有利于環(huán)境保護(hù)。
植酸酶玉米研究歷經(jīng)12年完成，是轉(zhuǎn)基因育種范疇內(nèi)的一個(gè)成功實(shí)例。目前，我國飼料用植酸酶玉米的技術(shù)成熟度是國際領(lǐng)先的，獲得安全證書后引起國際知名機(jī)構(gòu)和媒體的廣泛關(guān)注。它的產(chǎn)業(yè)化將是我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)的又一個(gè)里程碑。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的最高境界：智能植物工廠
農(nóng)民種地能像產(chǎn)業(yè)工人一樣在車間內(nèi)不受氣候的影響、按部就班地進(jìn)行生產(chǎn)嗎？
答案是：可以。正是智能植物工廠技術(shù)的突破，改變了“臉朝黃土背朝天”的傳統(tǒng)農(nóng)耕景象。
植物工廠，顧名思義就是在工廠條件下進(jìn)行植物生產(chǎn)。專業(yè)上定義為“通過設(shè)施內(nèi)高精度的環(huán)境控制實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是利用計(jì)算機(jī)對(duì)植物生育的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境要素進(jìn)行自動(dòng)控制，不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)。”植物工廠被認(rèn)為是“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的最高境界”，優(yōu)勢表現(xiàn)為：作物生產(chǎn)計(jì)劃性強(qiáng)，不受外界氣候的影響，一年可收獲葉菜15—18茬；多層式、立體栽培，單位面積產(chǎn)量為露地栽培的30—40倍，生菜產(chǎn)量可達(dá)150噸/1000m2·年；機(jī)械化、自動(dòng)化程度高，工作環(huán)境舒適，可吸引年輕人從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；不施用農(nóng)藥，產(chǎn)品安全無污染；不受土地的限制，甚至可在外層空間和其他星球上進(jìn)行植物生產(chǎn)。
為此，我國科學(xué)家通過十多年的艱苦努力，目前已經(jīng)在智能植物工廠的關(guān)鍵技術(shù)方面取得了重要突破。首先，在植物工廠的數(shù)字化測控技術(shù)方面，研制了可實(shí)時(shí)對(duì)植物工廠內(nèi)部溫度、濕度、光照、CO2和營養(yǎng)液（EC、pH、溶氧、液溫）等關(guān)鍵因子進(jìn)行數(shù)字化檢測與自動(dòng)化控制的測控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能化管理；其次，在LED人工光源技術(shù)方面，摸清了適宜于植物工廠蔬菜栽培各單色光的光譜組成，研制出了植物工廠LED節(jié)能光源及其控制裝置，節(jié)能率達(dá)60%以上；第三，研制成功了多層立體栽培及營養(yǎng)液循環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多層立體無土栽培，蔬菜栽培周期僅18－20天，大大提高了土地利用效率。目前，智能植物工廠技術(shù)已經(jīng)在北京、山東、遼寧、吉林、江蘇、廣東等地推廣應(yīng)用，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
智能植物工廠關(guān)鍵技術(shù)的突破不僅使我國成為國際上少數(shù)掌握植物工廠核心技術(shù)的國家，大大提升了我國在農(nóng)業(yè)高技術(shù)領(lǐng)域的國際競爭力，而且也為我國未來解決耕地資源緊缺、人口增長、食物需求上升、農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力老齡化等問題找到了有效的途徑。
其他技術(shù)：走在世界農(nóng)業(yè)科技的前沿
上文列舉了食用油、棉花、玉米、蔬菜等4項(xiàng)農(nóng)業(yè)技術(shù)的最新研究成果，它們?cè)谖覀兊纳钪斜匦杌虺Ｒ姟Ｆ鋵?shí)，在我國農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域還有一些重大關(guān)鍵技術(shù)取得突破。
—家蠶功能基因組研究居世界領(lǐng)先水平。中、日兩國科學(xué)家合作，成功組裝了家蠶基因組序列精細(xì)圖，序列覆蓋度達(dá)到8.48，基因覆蓋率達(dá)99.6%。家蠶基因組精細(xì)圖是世界上第一張鱗翅目昆蟲基因組序列精細(xì)圖。我國科學(xué)家進(jìn)一步采用Illumina-Solexa測序技術(shù)，選取代表性的29個(gè)家蠶突變品系和11個(gè)不同地理來源的中國野桑蠶系統(tǒng)進(jìn)行了全基因組重測序，揭示了354個(gè)蛋白編碼基因受到了馴化和人工選擇壓力的影響，研究成果于2009年10月16日在《Science》發(fā)表。研究成果極大地推動(dòng)了鱗翅目昆蟲基礎(chǔ)生物學(xué)研、蠶絲新產(chǎn)業(yè)技術(shù)以及農(nóng)林害蟲防治新措施的研發(fā)。
—海水養(yǎng)殖新品種培育與良種化進(jìn)程顯著加快。研發(fā)了數(shù)量性狀的育種值評(píng)定、遺傳性狀的分子解析和多性狀復(fù)合育種等關(guān)鍵技術(shù)，定位和克隆了一批與重要性狀相關(guān)的功能基因和QTL，突破了扇貝等大規(guī)模高通量開發(fā)SNP標(biāo)記的關(guān)鍵技術(shù)；培育出“海大金貝”蝦夷扇貝、“中科紅”海灣扇貝、“981”龍須菜、“東方3號(hào)”海帶、“黃海2號(hào)”中國對(duì)蝦、“東優(yōu)1號(hào)”雜交鮑、“申福1號(hào)”壇紫菜、“水院1號(hào)”刺參8個(gè)水產(chǎn)新品種，使我國貝、藻類育種技術(shù)水平位居世界前列。通過技術(shù)示范、應(yīng)用轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，初步建成現(xiàn)代海水養(yǎng)殖種子工程技術(shù)創(chuàng)新體系，養(yǎng)殖種類遺傳改良率和良種覆蓋率分別達(dá)到25%和55%以上。
—藥物靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)與新煙堿類化合物創(chuàng)制進(jìn)展顯著。首次在國際上提出順硝烯策略，并系統(tǒng)開展新煙堿殺蟲劑創(chuàng)制研究；發(fā)現(xiàn)了一個(gè)具有全新作用機(jī)制并高效防治褐飛虱和煙粉虱的殺蟲劑候選藥，對(duì)煙堿型乙酰膽堿受體具有顯著拮抗活性；發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可用于防治絳蟲和球蟲的候選獸藥，對(duì)煙堿型乙酰膽堿受體具有超高激動(dòng)劑活性。具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“哌蟲啶”已獲得農(nóng)藥臨時(shí)生產(chǎn)許可證，正在大規(guī)模推廣示范。新發(fā)現(xiàn)的兩個(gè)候選藥物在殺蟲劑和獸藥方面均具有極好的市場前景，對(duì)加速我國進(jìn)入農(nóng)業(yè)藥物創(chuàng)制的先進(jìn)國家行列具有重要意義。
—基因工程疫苗研究為我國畜禽疫病的防控提供技術(shù)支撐。針對(duì)口蹄疫、禽流感、藍(lán)耳病、豬胸膜肺炎、豬囊蟲病等畜禽重要疫病，研制了重組亞單位、空衣殼、活載體等類型的疫苗70余種，其中已獲得轉(zhuǎn)基因生物安全證書50余項(xiàng)。采用家蠶桿狀病毒表達(dá)體系表達(dá)的AsiaI型、O型和A型3種口蹄疫空衣殼蛋白抗原的量可達(dá)到常規(guī)方法抗原產(chǎn)量的60-300倍，大大提高疫苗的免疫效果；研制了高致病性豬藍(lán)耳病弱毒標(biāo)記疫苗和豬傳染性胸膜肺炎基因缺失活疫苗，解決了自然感染和人工免疫的鑒別難題；研制出致弱的8基因全禽源H5亞型流感病毒疫苗，具有廣泛的應(yīng)用前景；首次研制成功了豬囊蟲病基因工程疫苗，在國內(nèi)外疫區(qū)推廣使用。
……
功能基因組研究、動(dòng)植物新品種創(chuàng)制、海水良種化、新型動(dòng)植物生物反應(yīng)器、生物農(nóng)藥、基因工程疫苗、乳酸菌開發(fā)等等，我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域生物技術(shù)在多方面取得的重大突破不勝枚舉。
在我國這樣一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，人口多，耕地少，人均資源相對(duì)不足，農(nóng)業(yè)的發(fā)展正面臨著諸多挑戰(zhàn)。農(nóng)業(yè)科技專家挑戰(zhàn)和攻堅(jiān)前沿性科學(xué)問題，致力于解決農(nóng)業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵性技術(shù)問題，必將對(duì)緩解我國人口、資源、環(huán)境壓力，提升我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平和農(nóng)業(yè)高技術(shù)國際競爭力，都具有十分重要的意義。
