编者按:4月10日下午,习近平总书记在海南省三亚市崖州湾种子实验室考察调研时,强调“只有用自己的手攥紧中国种子,才能端稳中国饭碗,才能实现粮食安全。”如何用自己的手攥紧中国种子,端稳中国饭碗?让我们听听中国科学院院士、中国农业科学院作物科学研究所所长、九三学社浙江省委副主委钱前——这位九三学社的科技精英在接受中央纪委国家监委网站、《浙江日报》记者采访时怎么说。
钱前,水稻分子遗传学家,研究员、博士生导师,九三学社中央委员、浙江省委副主委。2019年当选中国科学院院士。现任中国农业科学院作物科学研究所所长,中国水稻研究所副所长、水稻生物学国家重点实验室主任。长期致力于水稻遗传资源发掘、重要农艺性状遗传基础分析及分子育种研究。 “十三五”期间全国审定主要农作物品种1.68万个,比“十二五”期间增加了一倍多,新品种的育成为保障“中国粮”主要用“中国种”作出了积极贡献。在产能方面,2021年我国粮食总产量6.8亿吨,创历史新高,有力支撑了“从4亿人吃不饱”到向“14亿多人吃得好”转变。 但我国粮食生产丰收没有改变粮食供求紧平衡的格局。近年来,我国粮食需求呈持续增长态势,去年粮食进口量突破1.6亿吨,对外依存度超过19%。预计到2030年我国水稻、小麦、玉米等主要作物生产能力须提高20%以上才能满足基本需求。 以水稻为例,我国水稻常年种植面积稳定在4.5亿亩以上,2021年稻谷平均单产达到474公斤/亩,在全球水稻种植面积前10的国家中单产水平最高,为确保口粮绝对安全作出了战略贡献。水稻的稳产增产背后发挥关键作用的,正是一代又一代的水稻原创性新品种。 我国的水稻育种经历矮化育种、杂种优势利用和超级稻培育三次飞跃,也是水稻产业原创种子的成功实践。 此外,面向植物工厂和未来太空育种,适应水稻品种满足一年多代、多层立体种植的条件需求,我们创制了两份适于室内种植的水稻新种质“小薇”和“小美”。习近平总书记在考察海南省崖州湾种子实验室时,询问了“小薇”水稻的产量和品质。能否介绍下“小薇”?
“小薇”是我们团队经过十余年的攻关,通过EMS(一种烷化剂,用于化学诱变)诱变和遗传突变筛选获得的新型水稻品种。该类型品种仅为野生型水稻株高的1/4,其早熟材料的抽穗期为46天,具有生长周期短、株型和生物量小、空间利用率高等优势,可以像双子叶模式植物拟南芥一样,在实验室内进行大规模种植和筛选,并且实现表型精确鉴定,是开展遗传育种研究和实现室内水稻工厂化生产的理想种质,满足未来育种需求。
从1983年至今,您一直从事水稻的种质资源挖掘与相关基因功能研究,能不能给我们介绍一下这个领域?
研究水稻,不下地是不可能的。一直以来,我的工作都是 “一半在田间,一半在实验室”。 我们首先要从茫茫稻海中筛选出有特殊性状的品种,这并非易事。筛选完毕后,我们在实验室里探寻这些特殊水稻背后的基因,用分子生物学的方法解析它们的机理。然后,再回到地里,以这些理论指导育种。我们研究的最终目的,是将这些优异的遗传材料提供给全国乃至世界的同行。 2002年,世界首张水稻全基因组精细图谱绘制完成,使得分子遗传学的研究得以迅速开展,我们能够用最新的技术分析最古老的水稻材料。传统的杂交育种,需要等待种子发芽、长大、结穗,就算我们南下、北上,一年最多也就三季;而通过分子育种,我们可以用基因分析水稻胚芽,提前判断未来走势,提高育种效率,并对未来的田间种植进行追踪、指导。 基因是不会说假话的,它们的不同等位,决定了水稻的高、矮、“胖”、“瘦”,甚至是口感和品质。如果说,早年科学家们对水稻的研究,更多的是看性状、靠经验,那么到了我们这一代,借助先进的基因检测技术,可以做到“知其然亦知其所以然”。
刚到水稻所的那几年,水稻科研工作颠覆了我的想象,那时我几乎没有机会坐在实验室里搞“高精尖”的研究,而是频繁的出差,下地干活。
晚粳稻育种期,我和我的师兄,现中科院上海植生所林鸿宣院士,被分到了海南的南繁基地。在那里,我们真正体会到了老水稻人的艰辛。由于交通不便,南繁一去就是半年。回程时,我们常常买不到车票,只能辗转到广州或者湛江,再回到杭州,坐24小时以上的硬座火车,途中还要拎着好几箱的种子,每个铁箱重达四五十斤。 我的前辈们甚至经历过更艰苦的南繁时期,人们形容为“三个蚊子一盘菜”。可一代代的水稻人就是这样坚持下来的,他们背着种子、拖着行李,南下北上,如同候鸟迁徙,年复一年。当前我国农业生产用种安全总体情况如何?还存在哪些差距和短板,需要在哪些方面进行攻坚?
目前我国农作物种子年进口量约占国内用种总量的0.1%,总体上农业生产用种安全有保障,风险可控。所谓的“卡脖子”问题,在我们看来更体现在质量水平上的差距。因此从严格意义上来讲,不存在致命性的“一卡就死”的卡点,但必须正视我们在玉米、大豆等作物种子的整体水平方面与国际先进水平存在的差距,并聚焦短板着力攻坚。
一是加强种质资源鉴定评价,加强重大应用价值基因的挖掘。目前我们在资源收集与保存方面做了很多工作,但种质资源鉴定的广度和深度均不够。“十三五”时期,我国开展了主要农作物和畜禽种质资源精准鉴定,但精准鉴定比例均不足10%,种质资源优势有待转化为基因资源优势,从而进一步转化为育种创新优势。 二是瞄准突破性品种选育开展核心种源的改良创新。从种质资源到突破性品种的选育,中间还有一个种质创新的过程,这是一个优良基因发掘与利用的过程,也是彰显各国育种水平的重要方面。 三是加强前沿育种技术的研发。生物育种技术是保障未来粮食安全、选育破解资源环境约束重大品种的关键技术,是新一轮农业技术革命的竞争焦点。美国等发达国家为了抢占生物育种发展先机,相继出台政策、法规鼓励生物育种发展。国际生物育种产业市场已经向少数大企业集中,产业的集中度越来越高,规模化、集团化和全球化成为生物育种发展的大趋势。当前我国在种子的新品种选育中存在的突出问题是什么?
我国尚未成为种业强国,主要原因是种业发展基础不牢固。当前,我国种业企业多、小、散、弱,且多处于产业链下游,企业自主创新意愿不足、能力不强,有不少实质性派生品种的品种同质化问题严重,成为我国新品种选育中的突出问题。今年3月1日,最新修改的《中华人民共和国种子法》正式施行。本次修改进一步强化了对于种业原始创新、种质资源的保护,这对促进种业振兴、确保粮食安全有何意义?
新修改的种子法遵循种业发展客观规律,一方面明确强调要加强种质资源保护,把基础性源头性工作做好,这些珍稀、濒危、特有资源中蕴含的遗传物质恰恰是最有可能育成优质品种的遗传材料;另一方面,适应种业振兴新形势新要求,聚焦保护植物新品种权,进一步加强知识产权保护,健全激励种业原始创新的法律制度。 此次修改是我国植物新品种保护制度建设的标志性事件,对推进种业振兴具有深远意义,为我国加强植物新品种权保护,促进种业自主创新,推动实现种业高质量发展,最终牢牢掌握粮食安全和农业现代化主动权提供了法律保障。(根据中央纪委国家监委网站、《浙江日报》相关报道整理编写 )