习近平总书记在科学家座谈会上特别强调要解决种子大量依赖国外的问题。种子是农业的“芯片”,对于保障粮食安全极为重要。我国是农业生产大国和用种大国,近年来加快推动现代种业发展,为粮食连年丰收和农产品稳产保供提供了重要支撑。但与发达国家相比,我国种业发展不平衡不充分问题比较突出,种质资源利用效率低,育繁推一体化种业企业实力较弱。从我国国情出发,亟需从攸关种业发展的“代际”差距、选育能力、法律法规、创新体系等方面补齐短板,推动种业高质量发展,从源头上保障国家粮食安全和重要农产品有效供给,打赢种业翻身仗。
一、我国种业发展存在的问题
作物育种即改良作物的遗传特性,以培育高产优质品种,在全球范围内有着数千年的历史。种业发达国家经历了四个阶段:以传统筛选为手段的育种1.0阶段;而后是19世纪末基于生物遗传规律杂交选育的育种2.0阶段;21世纪初基于现代分子生物学与基因工程进行基因组选择辅助育种的育种3.0阶段;以及当前正在探索的基于互联网、大数据、人工智能实现智能、高效定向培育新品种的育种4.0阶段。与种业发达国家相比,我国种业发展仍存在一系列亟待解决的突出问题。
一是育种“代际”差距显著。目前,国际上一流育种企业和科研机构正从育种3.0向育种4.0迈进,而我国尚处于育种2.0到育种3.0的过渡时期,落后国际一流育种水平1至1.5代。虽然我国部分主粮作物生物育种技术已处于国际领先水平,但大部分育种机构滞留在育种2.0时代,仍为作坊式传统育种。育种
3.0所需的多项基因编辑技术和基因性状专利仍在西方国家手中,成为制约种业发展的“卡脖子”技术
二是部分品种选育能力较弱。虽然我国农作物自主选育品种种植面积占比超过了95%,畜禽核心种源自给率超过75%,目前25家外资种业市场份额只占3%,进口种子在农作物用种中仅占到0.1%,可以实现“中国粮用中国种”。但对于玉米、大豆等饲料作物,蔬菜、花卉等经济类作物以及畜禽品种,我国本土育种能力与国际差距较大,难以满足人民日益增长的美好生活需要。
三是种质资源利用效率低。我国长期保存的种质资源有52万份,为世界第二大种质资源国(第一为美国,拥有60万份)但我国种质资源利用以追求主粮作物增产为主,传统育种手段和目的对种质资源的潜能利用已近极限,种质资源利用效率低。
四是种业行业集中度不高。中国化工收购先正达,陶氏和杜邦合并,拜耳收购孟山都,全球种业行业已经形成寡头垄断格局,进入三强鼎立时代。种业企业普遍由化工业巨头收购,形成包含种子、化肥、农药的完整农业服务体系,通过全套服务方案获得高附加值。但我国种业行业集中度仍处于较低水平,行业规模为1200亿元,种业企业多达5000多家,且多数种业企业依附于科研院所或高校,市场敏感性不高,政策依赖性强。
二、我国种业问题成因分析
一是技术、制度和人才等因素造成我国种业“代际”差距。我国基因工程基础研究仍处于追赶状态,基因编辑领域的研究积累还有所欠缺。当前生物技术育种的政策和立法导向尚不清晰,为产业研发投入带来不确定性,影响企业研发动力。同时,农学专业人才向其他生物科技方向流动较多,而其他跨学科人才流入不足,是整个农学类专业的沉疴
二是对非主粮的育种研究重视不够。我国育种热点一直集中于水稻、小麦等主粮作物的高产抗性研究蔬菜花卉以及其他经济类作物由于重视不足,人才梯队建设和育种科研投入都存在短板,大量有潜力种质资源尚未得到充分认识。国外成熟的商业导向育种模式造就了大批高质广适的蔬菜花卉品种,对我国蔬菜种业市场逐步形成垄断。
三是种质资源保护和利用制度不完善。我国对种质资源创新的科研激励不足,种质资源产权不清晰,对种质资源鉴定分析成果的保护制度不完善,对防止种质资源外流的立法保护不足,对种质资源后续研究的互动机制缺乏。种质资源利用缺乏成本意识,一定程度造成种质资源浪费
四是种业科研和企业关系不明晰,市场机制不完善。当前我国种业企业大多依附于科研机构和种子推广站,这些企业对政策依赖性强,市场敏感度不高,使得科研院所和市场需求之间脱节科研单位相关企业对最新基础研究成果的垄断,导致下游研究的源头被扼紧,其他企业无法参与到成果的商业转化中,形成严重的挤出效应。
三、解决我国种业“卡脖子”问题的建议
一是加大人才培养和学科建设力度。对种业人才培养体系和职业规划进行系统研究,出台专门扶持政策,使种业人才留在育种行业,吸引跨学科人才投身种业。多措并举缩小“代际”差距,加强生物育种新技术新方法创新,从源头上实现“从0到1”的突破,打破关键核心专利垄断。通过推动跨学科交叉融合,构建融合、精准、高效的农业生物设计育种技术体系,充分发挥我国互联网、大数据产业发展迅速,创新场景丰富的优势,探索推动跳过育种3.0阶段,直接向育种4.0阶段迈进,实施种子“跨越”工程,推动种业跨越式发展。
二是兼顾非主粮品种选育能力提升。从培育满足农业高质量发展、多元化社会需求和国际竞争提升的战略性品种出发,兼顾非主粮品种选育,注重在优质蔬菜、花卉等产品以及优良畜禽的培育上下功夫,使品种选育从注重增产导向转变为提质导向,全面提高我国农产品的市场竞争力。
三是完善种质资源利用法律法规。开展种质资源所有权和使用权的分权探索,在确保种质资源所有权属于国家的同时,对于个人或企业发现的特定性状和基因片段予以成果保护,在现有种质资源库的基础上探索建设种质资源衍生市场。借鉴多数国家普遍采用国际植物新品种保护公约(1991年文本)在保护育种原始创新、扩大品种权人的权利范围、延长保护期限、规范农民特权的做法,完善新品种的知识产权保护规章,激励相关主体投入种质资源科研创新。对于各类种质资源的申请,建立完善的研究成果追索机制,确保种质资源被有效利用。
四是重塑现代种业创新体系。促进种业创新上中下游有效衔接。高等院校和科研机构基于国家支持以基础生物学科研为主,成为产业体系上游。政府、院校以及企业三方合作,建立一批育种国家实验室和育种创新中心,兼顾市场需求和基础研究成果,将上游研究成果转化为规模化、可商业化的产品,成为产业体系中游。由企业完成标准化量产和推广,成为产业体系下游。借鉴国际经验,通过政策倾斜逐步提高行业集中度,培养全方位农业服务型企业,在种子、化肥、农药以及灌溉领域提供综合性方案,使之成为农业现代化建设主体之一。探索高校和研究机构人员参与企业研发的机制,统筹兼顾各方利益,凝心聚力,共同打赢种业翻身仗
专家名单:
袁隆平 中国工程院院士
方智远 中国工程院院士,中国农业科学院研究员
戴景瑞 中国工程院院士,中国农业大学教授
朱有勇 中国工程院院士,云南省科协主席
万建民 中国工程院院士,中国农业科学院副院长
李立会 中国农业科学院作物种质资源中心主任
柏连阳 湖南省农业科学院党委书记、研究员
张 健 先正达集团中国种业首席技术官
胡义萍 中国农学会副会长兼秘书长
责任编辑:桑格林