實施種業(yè)強國戰(zhàn)略,落實種業(yè)振興行動,是貫徹落實習近平總書記“實現(xiàn)種業(yè)科技自立自強,種源自主可控”指示的要求,是種業(yè)工作者在全面構建新發(fā)展格局中的歷史自覺和使命擔當。我國馬鈴薯種業(yè)發(fā)展成效顯著,但依舊存在瓶頸問題。如何打好種業(yè)翻身仗,實現(xiàn)馬鈴薯種業(yè)科技高水平自立自強和種源全面自主可控,是我們面臨的挑戰(zhàn)。
我國馬鈴薯種業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
馬鈴薯營養(yǎng)全面豐富,在我國各地廣泛種植,對于保障我國糧食安全、鞏固拓展脫貧攻堅成果、全面推進鄉(xiāng)村振興和滿足人民美好生活有重要作用。“十三五”期間,全國年均種植7410萬畝、鮮薯總產量9615萬噸,平均畝產1297公斤。2020年全國種植7268萬畝、總產鮮薯9762萬噸,畝產鮮薯1343公斤。
目前,全國大約保存種質資源6000多份次(包括復份),數(shù)量是20世紀末的5倍。研究結果證實了我國馬鈴薯品種和種質資源遺傳背景狹窄、遺傳多樣性差。比歐美整整晚了近百年,直到20世紀60年代我國才育成了自主知識產權的馬鈴薯新品種。近20年來,共育成了552個審定或登記新品種,是上個世紀50多年育成新品種的3倍,且類型更豐富、外觀和營養(yǎng)品質顯著改善,加工用品種的比例從零增加到15%。2019年推廣5萬畝以上的品種100多個。目前在生產上,國外品種面積占25%左右,尤其早熟品種占49%。
我國脫毒種薯生產技術研究始于1970年代,直到上個世紀末基本形成以組培快繁、微型薯繁殖和田間種薯生產技術為基礎的脫毒種薯生產技術體系。2000年,與種薯相關的一系列國家、行業(yè)標準和技術規(guī)程相繼出臺,財政和企業(yè)投入建設了數(shù)百個種業(yè)相關項目和基地。“十三五”期間,農業(yè)農村部在北方一季作和西南高海拔地區(qū)認定了30來個國家區(qū)域性良繁基地。種薯生產主體已從科研單位和主產區(qū)分散農戶轉變?yōu)槠髽I(yè)。據(jù)調查,2020年全國規(guī)模以上種薯企業(yè)360多家,生產原原種近31億粒,全國繁種面積230萬畝以上,生產各級種薯400萬噸左右,二級種薯以內覆蓋率45.9%,較2006年增加了一倍。
我國馬鈴薯種業(yè)發(fā)展存在的關鍵問題
目前,新品種選育主體是科研單位和大專院校,種薯繁育和推廣主要是企業(yè)。但由于研發(fā)投入嚴重不足,種業(yè)創(chuàng)新明顯滯后于產業(yè)發(fā)展。如“十三五”重點研發(fā)計劃中馬鈴薯育種僅僅得到600多萬元經(jīng)費支持。同時,因登記品種真實性鑒定和品種權保護難、經(jīng)營成本高和風險大等問題,企業(yè)缺乏創(chuàng)新能力和動力。
優(yōu)異種質資源不足,資源引進、精準鑒定、評價和共享困難,品種專用性不強成為馬鈴薯種業(yè)發(fā)展“卡脖子”問題。我國保存的馬鈴薯種質資源不到全球保存數(shù)量的8.5%。目前加工品種基本上是國外引進品種,早熟種植面積中,外國品種已占49%。
種薯生產面臨成本高和質量差的嚴重挑戰(zhàn)。種薯生產體系中的組織培養(yǎng)和原原種生產環(huán)節(jié)投入多、產能過大,而種薯基地建設投資偏少、基礎條件差,限制了整個體系的最終效率。有效的質量檢測和監(jiān)控體系尚未建立,造成生產非標準化,種薯質量良莠不齊,市場秩序混亂、競爭無序。目前脫毒種薯應用率不到先進國家的50%。
我國馬鈴薯種業(yè)創(chuàng)新的重要進展
我國主導完成了馬鈴薯雙單倍體DM全基因組框架圖,最近通過分子設計培育出二倍體雜交種,取得了標志性成果。明確了與部分重要性狀形成、重要物質合成和塊莖發(fā)育相關的分子機理,精細定位和克隆了產量、品質和抗性等相關的功能基因(位點),為分子設計育種提供了理論基礎。開發(fā)了抗病性、熟性和蛋白含量等一大批重要性狀的分子標記并建立輔助選擇技術。孤雌生殖誘導、2n配子利用和體細胞融合等倍性技術得到應用并育成了品種。
我國還完成了2000多份種質資源編目,建立了國家馬鈴薯種質資源數(shù)據(jù)庫,篩選了一批優(yōu)異種質并用于育種材料創(chuàng)新中。育成了740多個審定和登記新品種,其中“十三五”期間育成了227個,且品種類型更豐富,加工品種和早熟品種顯著增加了25.11%和28.19%。病毒快速脫除、組培快繁以及基質、霧培和水培等多種技術應用于原原種繁殖。種薯質量認證試點示范進行了4年,已完成實施方案。
“十三五”時期,中國農科院研究團隊遵照習近平總書記“四個面向”總體要求,持續(xù)加強馬鈴薯基礎研究、關鍵技術研發(fā)和重大新品種培育等工作。在二倍體馬鈴薯分子設計育種技術上取得了重大成果,四倍體育種上建立了熟性、抗病抗逆和營養(yǎng)品質等常規(guī)技術與分子標記輔助選擇相結合的育種技術,育成中薯系列新品種30多個,其中“中薯早35”“中薯早43”和“中薯27號”是抗病抗逆綠色優(yōu)質新品種。“早熟優(yōu)質多抗馬鈴薯新品種選育與應用”2017年獲得國家科技進步二等獎,2021年馬鈴薯產業(yè)技術扶貧團隊獲得了中共中央國務院全國脫貧攻堅先進集體表彰。
打好馬鈴薯種業(yè)翻身仗的建議
一是堅持科技創(chuàng)新、企業(yè)主體和市場導向,構建以公益性研究為主體的資源保存和鑒定、重要性狀遺傳解析和改良、育種新技術研發(fā)、材料創(chuàng)制和新品種培育,以企業(yè)為主的商業(yè)化品種選育、脫毒種薯繁育和市場流通,以獨立第三方為主的脫毒核心苗供應、種薯質量監(jiān)督檢測,各環(huán)節(jié)有機銜接利益共享的馬鈴薯種業(yè)體系,實現(xiàn)品種專用化、種薯生產標準化和質量可控化,打好種業(yè)翻身仗。
二是探索多元化投入機制,增加研發(fā)投入,將馬鈴薯種業(yè)創(chuàng)新列入國家相關科技計劃,鼓勵企業(yè)和社會投入,推動良種科研聯(lián)合攻關,形成符合我國馬鈴薯種業(yè)發(fā)展需求、技術先進可靠、成效客觀評價、利益合理分享、政產學研用結合的新機制,鞏固科研單位公益性創(chuàng)新優(yōu)勢,增強企業(yè)創(chuàng)新能力,構建種質發(fā)掘與創(chuàng)制、生物育種技術研發(fā)、新品種(系)測試和種薯繁育等協(xié)同創(chuàng)新平臺,持續(xù)創(chuàng)制優(yōu)異種質和選育重大新品種,切實提升我國馬鈴薯種業(yè)自主創(chuàng)新能力。
三是加強種質資源收集、評價和創(chuàng)新利用。推進國內種質資源的收集和整理工作,摸清我國現(xiàn)有種質資源家底;通過多種途徑收集和引進國外種質資源,構建高通量精準鑒定平臺,發(fā)掘特異種質材料,定向改良創(chuàng)制多抗、優(yōu)質和特色新種質,并應用于育種進程。
四是選育綠色優(yōu)質重大新品種。面向保障糧食安全、鄉(xiāng)村振興、美好生活和產業(yè)高質量發(fā)展的重大需求,建立綠色智能化育種技術體系和全國范圍規(guī)模化品種測試體系,加強國家品種試驗,培育綠色優(yōu)質專用馬鈴薯新品種,重點選育抗晚疫病和土傳病害、耐旱、高水肥利用效率的綠色優(yōu)質、早熟、加工專用和高營養(yǎng)新品種。
五是優(yōu)化種薯繁育和質量控制技術,實施種薯質量認證制度,實現(xiàn)標準化生產,提高優(yōu)質種薯應用率。建立低能耗、高繁殖率和勞動力節(jié)省的高效種薯繁育技術體系,高檢測準確率、大通量、低成本和規(guī)范化的種薯質量控制技術體系,安全、高效和智能的種薯采后加工和貯藏技術體系。以企業(yè)為主體、整合各類資金,合理布局種薯生產基地,加強區(qū)域性良繁基地建設,實現(xiàn)標準化種薯生產,引導扶持企業(yè)打造品牌,推動有序競爭,增強優(yōu)質種薯的供應能力。建設第三方檢測機構,實行種薯質量認證制度和溯源制度,規(guī)范市場流通秩序,將全國優(yōu)質脫毒種薯應用率提高到60%。
六是加強品種管理和知識產權保護,實現(xiàn)品種真實性鑒定,明確新品種的區(qū)域適宜性、豐產性和專用性;增強品種權保護力度,建立共享和成果轉化機制,促進科企合作,通過材料共享、成果轉化和人才培養(yǎng)等提升企業(yè)創(chuàng)新能力,推動商業(yè)化品種選育。
七是增強新品種示范和推廣能力,推動品種更新?lián)Q代。發(fā)揮科研單位的平臺人才優(yōu)勢、企業(yè)的基地條件和市場感知優(yōu)勢以及專業(yè)合作社的延伸優(yōu)勢,進行全國范圍的新品種示范和推廣。區(qū)域性良種繁育基地,加強對市場需求強的苗頭新品種的展示和表現(xiàn)突出品種的示范,推廣和培育重大突破型品種,促進主栽品種更新?lián)Q代。