“種業是立足于大地的事業,但又不局限于此。在更遠的未來,當人類真正踏足星辰大海,食物就不可能只是依靠地球上的供給,太空農場必然會出現,而我們現在,也在為未來做著準備。”

從馴化水稻、谷子、大豆,到攻破雜交水稻難題,再到智慧育種,種業的發展深刻影響著人類文明發展的歷史。隨著分子生物學、人工智能等技術的發展,現代種業正經歷顛覆性的變化。在這樣的變革中,我國種業振興如何更快推進,助力中國農業現代化的實現?
新京報記者對話全國人大代表、中國科學院院士錢前。他表示,我國種業在多個領域已處于國際第一方陣,但仍存在科研力量分散、產業發展滯后等問題,“雜交水稻難題的攻克,是社會主義制度優越性的集中展現,未來仍要發揮這一優越性,在現代種業發展中作出中國貢獻。同時,我們也要不斷建設自己的產業力量,打造面向國際市場的中國種業‘航母’。”
全國人大代表、中國科學院院士錢前。新京報記者 王貴彬 攝
種業轉型,現代化中的機遇與挑戰
新京報:中國有悠久的農耕文明史,在過去,我們在種業上做過哪些事情?
錢前:在漫長的農耕史上,我們的祖先最早馴化了大豆、水稻、谷子等作物,這些作物在今天依然是保障人類糧食的重要部分。比如,水稻是全世界超過20億人的主糧,大豆是當今世界最重要的糧油飼兼用的作物。還有谷子,這種在國內被許多人認為是雜糧的作物,事實上還是很多地區人口的主糧,聯合國糧農組織把2023年定為“國際小米年”,認為谷子等小顆粒谷物對未來全球食品安全保障意義重大。
近半個世紀,以袁隆平為代表的科學家們突破了雜交水稻這一世界性難題,為中國人解決溫飽問題提供了堅實基礎。此外,雜交水稻對雜種優勢的利用,還為全球糧食生產作出了卓越貢獻,讓我們得以平視這個世界。
新京報:現在的育種和過去有什么不同?
錢前:現代育種的一個標志性轉變,就是分子生物學等現代技術的應用,使得精準育種成為可能。傳統的育種手段,育種家們要長期堅守在田間,在無數植株中尋找那個特殊的變異體,這是一件非常艱苦繁雜的工作,有時候還需要一點兒運氣。以水稻雜交為例,水稻有4萬多個基因,兩株不同的水稻雜交,會產生無數種新的組合,育種家要在無數組合中找到需要的那個,非常困難。
我畢業的時候,我的老師問我,能不能吃苦,不能吃苦,就干不了育種的工作。但現在,通過分子生物學技術,我們可以精準鑒定每一個基因的作用,提前預測不同組合的效果,進行精準育種,這是革命性的變化,而我們正處在這種變化之中。
這對我們來說,是機遇也是挑戰,需要我們不斷發揮科技創新的精神,抓住現代種業轉型的機遇,攻克“卡脖子”問題,為農業現代化奠定更堅實的基礎。
科技創新,還有許多難題待解
新京報:當前我國正在推動種業振興,為何現代種業中出現了“卡脖子”問題?
錢前:種子是戰略物資,這個觀念過去很多人不了解,但這些年來,隨著全球形勢不斷變化,越來越多人意識到,必須要把種子掌握到自己手里。我國有非常龐大的科研隊伍,科研實力雄厚,這些年來,我國的農業科技水平不斷提升,許多領域已處在世界第一方陣,比如水稻、小麥等口糧作物,種源百分之百掌握在自己手里,我國的口糧單產也處于國際領先水平。
但同時,我們也有許多需要重視的問題。在技術層面,現代育種技術中的一些底盤技術掌握在別人手里,比如基因編輯中的那個“剪刀”,以前是國外科學家創制的,現在我們在開發自己的“剪刀”,未來還需要讓“剪刀”更鋒利、更好用。
在科研布局方面,我國的科研力量布局分散,難以開展高水平大研發、支撐大企業。我國80%的種業創新資源和絕大多數科研人才集中于科研院校,中央到地方、各系統科研院校研發力量分散、資源統籌不足,科研資金渠道復雜,資源浪費、創新重復、無謂競爭時有發生。表現尤為明顯的是面向國家重大需求,支撐種業創新應用研發的優勢科研機構與各地農科院資源統籌互補、協同攻關效果不佳。
新京報:在現代種業的發展中,我們是否有趕超國外水平的機會?
錢前:隨著5G時代的來臨,育種技術也在不斷變化,大數據、人工智能等技術融入育種中,使育種更快捷、更精準,我們現在也有了很多平臺,這些平臺融合了多種新技術,把老一輩科學家的智慧和經驗,以及年輕科學家的新想法、新思路融為一體。我想在未來,我們會在種業發展中走出自己的道路。
發揮集智攻關優勢,破解農業重大難題
新京報:你談到我國科研力量存在布局分散的問題。雜交水稻是集智攻關的典型成果,在雜交水稻之后,是否有類似的成果?
錢前:雜交水稻是社會主義制度優越性的集中體現,是一次集智攻關成功典范,當時有19個單位、上萬科研人員參與,只用了短短幾年,就攻克了這個世界性難題。在這次攻關中,袁隆平先生是領導者,許多難關大家共同攻堅。
近些年來,其實也有這樣的案例。舉例來說,此前,我國水稻重金屬超標的問題備受關注,受到酸雨等環境影響,土壤中的重金屬進入到糧食中。為了解決這個問題,袁隆平先生生前一直在推動相關的科技攻關,集合了我國多個科研單位的力量,歷經十年,通過種質資源挖掘、現代育種技術應用去解決這個問題,目前已經實現了低鎘水稻育成等關鍵性突破,我想在未來,我國湖南、湖北等酸雨區,對農產品重金屬污染的擔憂將成為歷史。
新京報:你認為怎樣才能更好地發揮集智攻關的優勢?
錢前:一方面,我們需要進一步統籌農業領域國家實驗室、種業國家技術創新中心、國家重點實驗室等創新平臺建設,集中中國農科院、中國科學院、重點農業大學和地方農科院所等優勢種業科技創新人才和資源,整合科研資金投入渠道,突出多學科交叉融合,緊盯創新前沿,集中力量開展關鍵技術攻關。
另一方面,建議在條件成熟時,在組織機構上整合中央和地方農科院,形成國家級、省級、地區級央地協同、上下貫通、集中指揮、優勢互補、作戰梯次分明的新型農業科研系統布局。發揮社會主義制度優勢,統籌協調各方資源,有組織、有目標地進行種業科研大聯合、大攻關。
聚焦產業,打造種業“航母”
新京報:加強集智攻關的力量,是否就可以破解農業現代化中的種業難題?
錢前:真正讓科研成果變成生產力,需要一個更加成熟和完善的產業體系。這也是這一次我重點關注的問題——如何充分發揮市場主體作用,打造發展一批種業創新能力強、具有國際競爭力的種業企業“航母”。
從全球種業發展歷史看,企業是市場創新的主體,產業的每一次躍升,無不是由企業將突破性新技術帶到產業,從而引領產業重大變革,催生出一批國際種業巨頭。在我國,種業企業長期以來“多小散弱”“多而不強”,企業技術創新能力不足、核心知識產權缺乏。全國7000 多家農作物種業企業中,95%以上為中小企業,排名前10的企業,僅占有13.8%的國內市場份額,與國際種業巨頭在全球市場占據一半以上市場、自主研發能力突出的格局形成鮮明對比;與國際種業巨頭掌握全球69.2%的核心專利相比,國內領先種業企業僅掌握全球不到 10%的核心專利。
加強種業產業,可以借鑒國際領先種業企業發展路徑,鼓勵和引導金融資源向種業傾斜,推動資源要素向優勢種業企業聚集,培育和打造一批具有自主知識產權的企業,持續增強企業產業影響力和主體發展能力,進一步擴大規模、延長產業鏈,打造業務涵蓋研、育、繁、推全產業鏈的種業企業“航母”。
新京報:我國種業產業薄弱,但科研力量強大,兩者應如何結合,發揮更好的作用?
錢前:我國科研與產業發展長期存在“兩張皮”的現象。種業企業自身科研能力普遍較弱,主要的科研供給來自科研院校,且與科研院校的合作還基本局限在交易型的品種權轉讓方面,企業更多傾向于一錘子買賣,一次性買斷成果。普遍缺乏以產業實際需求為導向的,貫穿研發全過程、產業鏈與創新鏈深度融合的“產學研”合作。
這方面,可以引導種業龍頭企業與優勢科研機構構建長效、深入的產學研合作體系。構建面向國家重大需求和市場需求,以產業為導向、連接緊密、運轉高效的產學研聯合攻關體系。讓科研院所的資源“活”起來,快速增強我國種企自主創新能力。
立足大地,走向農業的星辰大海
新京報:從現代種業的發展看,當前有哪些重點攻關的領域或成果?
錢前:舉例來說,在水稻育種中,一批科學家正在進行固定雜種優勢的攻關,且已經取得了很好的進展。雜種優勢,即雜交品種具有一些高產、高抗性、高品質等優勢,但如果雜交種繼續繁育,就會出現性狀分離,不再具有雜種優勢。通俗來說,許多人關注的雜交種不能留種的問題,就是這種現象的體現。這使得我們每年都要大量制種,不但耗費大量人力、物力,也增加了農業生產的成本。而固定雜種優勢,就是為了解決這個問題,如果完全攻克這一難題,未來的雜交種也可以留種了,將極大降低農業生產的成本。
新京報:這樣的未來還遠嗎?
錢前:從科研上來說,我們進一步加強集智攻關的力量,通過政策引導等方法,聚集更多科研力量去攻克生產中的難題,時間會更短。從產業的角度看,培育更強的種業企業,完善科技成果轉化體系,甚至讓企業從創新的源頭就參與科技攻關,必然會讓科技成果更快更好地轉化為生產力。
新京報:你心目中,種業的未來是怎樣的?
錢前:種業是立足于大地的事業,但又不局限于此。從遠景看,未來的都市農業前景廣闊,這就需要我們培育適合在都市農業、工廠化農業中生產的品種。在更遠的未來,當人類真正踏足星辰大海,食物就不可能只是依靠地球上的供給,太空農場必然會出現,而我們現在,也在為未來做著準備。
回到眼前,中國是目前世界最大的農產品進口國、全球農業良種重要市場,同時,我國的農業技術也在不斷改變著全球農業生產的模式和格局,比如我們的雜交水稻技術,可以為東南亞、非洲的糧食增產提供重要的技術幫助。從這個角度看,我們同樣需要更多更強的種業企業,而且要鼓勵種業企業主動“引進來”和“走出去”,到國際市場試水,充分利用國際優質創新資源和技術,開發海外市場,主動參與國際市場競爭。