前不久，國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年全國糧食總產(chǎn)量為13657億斤，比上年增加267億斤，增長2.0%，全年糧食產(chǎn)量再創(chuàng)新高，連續(xù)7年保持在1.3萬億斤以上。“十四五”開局之年的豐收來之不易，根據(jù)2021年公布的第三次全國國土調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,我國耕地面積19.179億畝，但耕地質(zhì)量總體不高,其中1/3屬于高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田,2/3是“靠天吃飯”的中低產(chǎn)田。因此，保障糧食安全可謂是一個(gè)永恒的話題。而生物育種技術(shù)，則是發(fā)展現(xiàn)代種業(yè)、解決糧食安全問題的重要支撐。

國際科技競爭新焦點(diǎn)

生物育種是利用遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、現(xiàn)代生物工程技術(shù)等方法原理，利用轉(zhuǎn)基因、基因編輯、全基因組選擇和合成生物學(xué)等技術(shù)，培育生物新品種的過程。生物育種技術(shù)體現(xiàn)著當(dāng)代生物科學(xué)研究的最新成果及應(yīng)用。20世紀(jì)以來，生物育種技術(shù)已經(jīng)歷了三次飛躍，分別是上世紀(jì)50年代的“高稈變矮稈”的“第一次綠色革命”，上世紀(jì)70年代興起的雜交水稻技術(shù)，以及上世紀(jì)90年代至今的分子育種階段。到今天，生物育種又向前發(fā)展了一大步，國際上先進(jìn)國家已從分子育種開始步入以生物大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化設(shè)計(jì)育種時(shí)代。

當(dāng)前，搶占生物育種技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，已成為世界各國增強(qiáng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)核心競爭力的重大戰(zhàn)略選擇。轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用加速，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式變革。特別是自1996年轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化種植以來，作物種類由玉米、大豆、棉花、油菜等4種擴(kuò)展到馬鈴薯、苜蓿、茄子、甘蔗、蘋果等32種。種植面積由2550萬畝增加到28.6億畝，增長112倍。種植國家由6個(gè)增加到29個(gè)，另有42個(gè)國家批準(zhǔn)進(jìn)口應(yīng)用，全球商業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)基因作物的國家已達(dá)71個(gè)。

2019年，全球主要農(nóng)作物種植面積中74%的大豆、31%的玉米、79%的棉花、27%的油菜都是轉(zhuǎn)基因品種，99%是抗蟲耐除草劑性狀。正因?yàn)榭瓜x、耐除草劑性狀的應(yīng)用，提高了玉米、大豆等轉(zhuǎn)基因作物在成本、價(jià)格、品質(zhì)等方面的競爭力，使得轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品在國際農(nóng)產(chǎn)品市場中的貿(mào)易份額大幅提升。2019年，全球大豆、玉米貿(mào)易中，轉(zhuǎn)基因占比分別達(dá)到95%和70%。

近年來，隨著多個(gè)重要物種全基因組測序的相繼完成，基因組學(xué)研究得到迅猛發(fā)展，世界各國和跨國公司均加大力度開展基因功能基礎(chǔ)研究，以爭奪相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)。另外，轉(zhuǎn)基因技術(shù)與基因編輯、合成生物、全基因組選擇技術(shù)等深度融合，促使生物育種向外源基因轉(zhuǎn)入、內(nèi)源基因編輯、代謝途徑重構(gòu)乃至人工設(shè)計(jì)合成的系統(tǒng)化、一體化方向發(fā)展。

技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了生物育種產(chǎn)品的升級迭代。以轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品為例，已從單一的抗蟲、耐除草劑向復(fù)合性狀拓展，新型轉(zhuǎn)基因作物兼抗多種害蟲、耐受多種除草劑，部分還具有抗旱、品質(zhì)改良、高產(chǎn)高效等性狀。目前，全球陸續(xù)推出了高油酸大豆、抗病油菜、抗藍(lán)耳病豬等70多種基因編輯產(chǎn)品。

列入我國重大科技發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃

在生物育種的國際科技競爭中，我國其實(shí)很早就已開始布局。早在20世紀(jì)80年代中后期，國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)將功能基因克隆、轉(zhuǎn)基因操作及轉(zhuǎn)基因生物新品種培育技術(shù)等列入重要研究內(nèi)容;國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)又對轉(zhuǎn)基因生物安全評價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)控制予以重點(diǎn)支持;1999年，科技部、財(cái)政部聯(lián)合啟動(dòng)“國家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)”。2006年，黨中央、國務(wù)院批準(zhǔn)《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》，把轉(zhuǎn)基因生物新品種培育列為16個(gè)國家科技重大專項(xiàng)之一。2008年，轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)正式啟動(dòng)，目標(biāo)是獲得一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)和重要應(yīng)用價(jià)值的功能基因，培育一批抗病蟲、抗逆、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的重大轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物新品種，提高農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物研究和產(chǎn)業(yè)化整體水平。

2009年，中央一號文件要求加快推進(jìn)轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項(xiàng)，整合科研資源，加大研發(fā)力度，盡快培育一批抗病蟲、抗逆、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的轉(zhuǎn)基因新品種，并促進(jìn)產(chǎn)業(yè)化;同年，國務(wù)院出臺《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》，明確提出要加快把生物產(chǎn)業(yè)培育成為高技術(shù)領(lǐng)域支柱產(chǎn)業(yè)和國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2010年，中央一號文件要求，繼續(xù)實(shí)施轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項(xiàng)，抓緊開發(fā)具有重要應(yīng)用價(jià)值和自主知識產(chǎn)權(quán)的功能基因和生物新品種，在科學(xué)評估、依法管理基礎(chǔ)上，推進(jìn)轉(zhuǎn)基因新品種產(chǎn)業(yè)化。

2015年中央一號文件要求，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)研究、安全管理和科學(xué)普及。2016年中央一號文件要求，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)和監(jiān)管，在確保安全的基礎(chǔ)上慎重推廣。2020年中央一號文件要求，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研發(fā)。我國“十四五”規(guī)劃提出，瞄準(zhǔn)人工智能、量子信息、集成電路、生命健康、腦科學(xué)、生物育種、空天科技、深地深海等前沿領(lǐng)域，實(shí)施一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項(xiàng)目，意味著發(fā)展生物育種已上升到國家戰(zhàn)略的高度。

2021年中央一號文件再次強(qiáng)調(diào)，要尊重科學(xué)、嚴(yán)格監(jiān)管，有序推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。同年召開的中央全面深化改革委員會(huì)第二十次會(huì)議也強(qiáng)調(diào)，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，種子是基礎(chǔ)，必須把民族種業(yè)搞上去，把種源安全提升到關(guān)系國家安全的戰(zhàn)略高度，集中力量破難題、補(bǔ)短板、強(qiáng)優(yōu)勢、控風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自立自強(qiáng)、種源自主可控。

實(shí)現(xiàn)國家種業(yè)科技自立自強(qiáng)

到現(xiàn)在，生物育種已被列入我國科技發(fā)展的重大戰(zhàn)略方向之一，并已經(jīng)形成了自主基因、自主技術(shù)、自主品種的創(chuàng)新格局，育成主要農(nóng)作物品種達(dá)7萬余個(gè)，基本滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。

一方面，我國的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和抗病番木瓜產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用成效顯著，特別是在轉(zhuǎn)基因重大專項(xiàng)等項(xiàng)目支持下，育成抗蟲棉新品種197個(gè)，累計(jì)推廣5.1億畝，減少農(nóng)藥用量65萬噸，帶動(dòng)新增產(chǎn)值累計(jì)650億元。

另一方面，我國轉(zhuǎn)基因大豆、玉米已具備產(chǎn)業(yè)化條件，4個(gè)抗蟲耐除草劑轉(zhuǎn)基因玉米獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書?？瓜x轉(zhuǎn)基因玉米新品系抗蟲效果達(dá)95%以上，有效降低了農(nóng)藥用量，減少了黃曲霉素污染。我國還有3個(gè)耐除草劑轉(zhuǎn)基因大豆獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，培育的新品系可降低人工除草成本30元/畝以上，比對照品種增產(chǎn)5%以上。

另外，我國的轉(zhuǎn)基因水稻、小麥等產(chǎn)品已形成一定儲備?？瓜x水稻研發(fā)國際領(lǐng)先，獲得生產(chǎn)應(yīng)用安全證書和美國進(jìn)口許可，該水稻的抗蟲效果達(dá)95%以上，可減少農(nóng)藥用量60%以上，比對照水稻增產(chǎn)10%以上?？购倒?jié)水轉(zhuǎn)基因小麥新品系水分利用效率提高10%以上，可大幅減少灌溉用水，有效緩解水資源短缺問題。

國家知識產(chǎn)權(quán)局知識產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心發(fā)布的《生物育種產(chǎn)業(yè)專利導(dǎo)航研究成果》顯示，目前我國生物育種專利申請量排名全球第一，其中分子標(biāo)記育種專利申請量排名已超過美國，成為申請量最多的國家。但從總體上來看，我國生物育種與美歐等發(fā)達(dá)國家仍有較大差距，仍有可能被“卡脖子”。

中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長萬建民就表示，中國生物育種與國外先進(jìn)水平有一個(gè)時(shí)代差距，外國有科學(xué)家將育種發(fā)展劃分為4個(gè)時(shí)代，即農(nóng)民選擇時(shí)代、表型選擇時(shí)代、分子育種時(shí)代、大數(shù)據(jù)智能設(shè)計(jì)育種時(shí)代，國際一流種業(yè)已走向設(shè)計(jì)育種的4.0時(shí)代，中國種業(yè)尚處在表型選擇時(shí)代朝分子育種時(shí)代邁進(jìn)過程中。

他說，生物育種是種業(yè)創(chuàng)新的核心，構(gòu)建現(xiàn)代生物育種創(chuàng)新體系，強(qiáng)化種質(zhì)資源深度挖掘，突破前沿育種關(guān)鍵技術(shù)，培育戰(zhàn)略性新品種，實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自強(qiáng)自立，是解決“種源”要害、打贏種業(yè)翻身仗的關(guān)鍵，是牢牢把握住糧食安全主動(dòng)權(quán)的根本保障。

中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育研究所研究員李家洋認(rèn)為，未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)、高效安全、農(nóng)業(yè)工業(yè)化。我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)到了加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的新階段，必須更加依靠科技實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，源源不斷地為農(nóng)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效提供強(qiáng)大動(dòng)力。生物育種是未來保障國家糧食安全非常重要的方面，未來我們將通過南繁硅谷，進(jìn)一步應(yīng)用生物育種技術(shù)，培育更多的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、高效的種子，保障國家糧食安全，讓大家吃得飽、吃得好、吃得健康。