種子被譽(yù)為農(nóng)業(yè)的“芯片”,是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的關(guān)鍵。近年來,隨著全球范圍內(nèi)生物育種技術(shù)不斷取得重大突破,正迎來以全基因組選擇、基因編輯、合成生物學(xué)及人工智能等技術(shù)融合發(fā)展為標(biāo)志的新一輪科技革命。世界種業(yè)巨頭憑借著雄厚的資本、先進(jìn)的技術(shù)基礎(chǔ)等優(yōu)勢(shì),已加速朝智能育種(4.0時(shí)代)階段邁進(jìn);而我國大部分作物育種仍然處于傳統(tǒng)育種(2.0時(shí)代)階段,僅少部分作物處在傳統(tǒng)育種(2.0時(shí)代)向分子育種(3.0時(shí)代)的轉(zhuǎn)變階段,仍然以表型選擇為主。必須搶抓新一輪種業(yè)科技革命、產(chǎn)業(yè)革命迭代的機(jī)遇,實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自立自強(qiáng)??萍紕?chuàng)新的主體是企業(yè),種業(yè)振興的主體必定也是企業(yè)。如何適應(yīng)種業(yè)技術(shù)快速進(jìn)步,是中小種企步入育種3.0時(shí)代不可回避的問題。
1 作物育種的發(fā)展進(jìn)程
回顧發(fā)展歷史,作物育種技術(shù)的變遷大致經(jīng)歷了3個(gè)階段:原始馴化、傳統(tǒng)育種和分子育種階段,目前正闊步邁進(jìn)智能育種時(shí)代。在此進(jìn)程中,育種的預(yù)見性、準(zhǔn)確性、效率越來越高(表1),實(shí)現(xiàn)“藝術(shù)→科學(xué)→智能”的革命性轉(zhuǎn)變。分子育種包括分子標(biāo)記、轉(zhuǎn)基因、基因編輯3種類型。以QTL作圖和RFLP、SSR、SNP等分子標(biāo)記為基礎(chǔ),經(jīng)歷了標(biāo)記開發(fā)、遺傳圖譜、功能和比較基因組連鎖分析及基因組測(cè)序等不同發(fā)展時(shí)期?;驹硎抢门c目標(biāo)基因緊密連鎖或表現(xiàn)共分離的分子標(biāo)記進(jìn)行單基因選擇、多基因聚合以及全基因組選擇,從而減少連鎖累贅,獲得目標(biāo)個(gè)體。轉(zhuǎn)基因技術(shù)打破了物種界限,將具有目標(biāo)性狀的外源基因直接轉(zhuǎn)入到受體生物中,并使之產(chǎn)生可預(yù)期的、定向的遺傳改變。在北美地區(qū),90%以上的玉米、大豆、棉花、甜菜和油菜是轉(zhuǎn)基因品種;我國已有26個(gè)轉(zhuǎn)基因玉米項(xiàng)目、6個(gè)轉(zhuǎn)基因大豆項(xiàng)目獲得轉(zhuǎn)基因生物安全證書,即將進(jìn)入商業(yè)化推廣?;蚓庉嬍菍?duì)自身的基因進(jìn)行精準(zhǔn)修飾,不僅可以去除或減弱不利的性狀基因,還可以增強(qiáng)眾多有益基因。利用基因編輯技術(shù),我國已培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗除草劑、抗病蟲的水稻、小麥、玉米、油菜等基因編輯作物;未來還將培育出產(chǎn)量更高、更有營養(yǎng),更耐受極端天氣,更高肥效、藥效的作物。

2 我國主要農(nóng)作物品種選育推廣現(xiàn)狀
?2.1自主選育品種面積占比超過95%
目前,我國農(nóng)作物特別是糧食自主選育品種面積占比超過95%,良種覆蓋率保持在96%以上。水稻、小麥完全用自主選育品種,雜交水稻產(chǎn)量潛力更是突破15000kg/hm²并保持國際領(lǐng)先,小麥產(chǎn)量達(dá)5810.6kg/hm²,較全球平均水平高出2320.6kg/hm²。大豆種源自給率100%,玉米種源自給率在90%以上,但單產(chǎn)只有發(fā)達(dá)國家的60%左右。1995-2020年中國與美國玉米產(chǎn)量差每hm²由2205kg增至4470kg;與美國、巴西大豆產(chǎn)量差分別由705kg、540kg擴(kuò)至1395kg、1275kg。
?2.2品種審定呈幾何倍數(shù)井噴而出
由于以下3方面原因,審定品種像裂變一樣呈幾何倍數(shù)井噴而出。(1)育種主體增加。據(jù)2020年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),全國注冊(cè)資本500萬元以上有一定育種能力的企業(yè)有3700多家,加上科研單位和個(gè)體育種者,有育種能力的機(jī)構(gòu)超過4000個(gè),是《種子法》實(shí)施前的10倍多。(2)試驗(yàn)渠道拓寬。目前品種試驗(yàn)主要有3種類型:統(tǒng)一試驗(yàn)、綠色通道試驗(yàn)和聯(lián)合體試驗(yàn)。國家審定始于20世紀(jì)80年代,開始以省級(jí)審定和國家試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),到90年代中后期國家試驗(yàn)結(jié)果才獨(dú)立作為審定依據(jù),直到21世紀(jì)初國家試驗(yàn)體系才逐步完善,試驗(yàn)管理逐步規(guī)范。綠色通道試驗(yàn)于2014年開通,聯(lián)合體試驗(yàn)于2016年開通。除品種審定外,還有引種備案制。(3)審定方式改革。以產(chǎn)量為主改為按品種類型細(xì)化指標(biāo),從增產(chǎn)≥5%減至≥3.0%或≥1.0%。
據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公告第557號(hào)、第625號(hào),2022年五大主要農(nóng)作物國家審定1560個(gè)品種,是2013年的14.72倍。其中玉米827個(gè)、水稻438個(gè)、小麥176個(gè)、大豆70個(gè)、棉花49個(gè),分別是2013年的45.94、10.19、7.04、4.67、9.80倍。統(tǒng)一試驗(yàn)仍是棉花、大豆品種報(bào)審的主渠道,聯(lián)合體試驗(yàn)報(bào)審的玉米、水稻、小麥品種占55%以上,統(tǒng)一試驗(yàn)報(bào)審的玉米、水稻品種僅占9.55%、11.64%(表2)。

?2.3品種集中度降低
品種審定井噴現(xiàn)象,導(dǎo)致一批高仿、初仿品種進(jìn)入市場,品種市場供過于求,育種主體出現(xiàn)品種轉(zhuǎn)讓難、推廣難,20萬~30萬就能買斷一個(gè)品種的經(jīng)營權(quán)。品種更新?lián)Q代速度加快,推廣壽命急劇縮短,55%的品種只有1~3年的生命周期,能推廣3~5年的品種已屬稀奇。市場品種增多,營銷手段雷同,銷售價(jià)格走低,市場份額壓縮,利潤空間變薄。據(jù)全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心對(duì)7種主要農(nóng)作物分品種推廣面積的統(tǒng)計(jì),2019年推廣面積在6667hm²(10萬畝)以上的品種有2357個(gè),其中推廣面積在66.7萬hm²(1000萬畝)以上的品種有10個(gè)。2016-2020年全國共審定玉米品種7337個(gè),2019年推廣面積在6667hm²以上的玉米品種有915個(gè),前五大品種推廣面積占全國種植面積的累計(jì)僅19.3%,為2000年以來最低水平,推廣面積最大的鄭單958僅占6.68%。根據(jù)安徽省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站統(tǒng)計(jì),2014-2020年全省小麥種植面積由243.45萬hm²增至282.60萬hm²,面積前15位品種占有份額由72.85%降至39.81%,年降低5.99個(gè)百分點(diǎn)(r=0.9478**);單個(gè)品種面積平均由118236hm²降至75008hm²,年減少7486.9hm²(r=0.9131*)。
雖然市場供大于求,但大品種、甚至是區(qū)域性好品種依然“一票難求”。2004-2020年全國種植超過33.33萬hm²(500萬畝)的小麥重大品種每年9~16個(gè),17年共43個(gè)。《安徽省農(nóng)作物和畜禽良種聯(lián)合攻關(guān)實(shí)施方案》(皖農(nóng)種函〔2021〕811號(hào))提出:通過5年時(shí)間,育成年推廣面積達(dá)到6.67萬hm²以上的水稻新品種1~2個(gè);培育小麥突破性新品種3~5個(gè),每個(gè)品種年推廣面積3.33萬~6.67萬hm²;玉米突破性品種1~2個(gè),年推廣面積≥6.67萬hm²??梢?,年推廣面積突破6.67萬hm²即為區(qū)域性大品種。
3 育種3.0時(shí)代中小種企應(yīng)對(duì)策略
?3.1借智院所高校
隨著基因工程技術(shù)的高速發(fā)展,分子育種正在成為種業(yè)的核心技術(shù),傳統(tǒng)育種向精準(zhǔn)育種提升轉(zhuǎn)變,為培育抗病蟲、抗逆、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的新品種注入了現(xiàn)代科技力量。逐步建立以院所高校為主體的育種基礎(chǔ)理論、種質(zhì)資源創(chuàng)新、高新技術(shù)和共性技術(shù)研究體系及以企業(yè)為主體的商業(yè)化育種體系,產(chǎn)學(xué)研協(xié)同推進(jìn)分子育種商業(yè)化。
育種的突破在于種質(zhì)資源的創(chuàng)新和有效利用,遺傳基礎(chǔ)狹窄是育種難以取得實(shí)質(zhì)性突破的全球性問題。種質(zhì)資源多樣性、優(yōu)質(zhì)性以及性狀鑒定信息的豐富性,直接決定著以此為基礎(chǔ)改良創(chuàng)制新品種的效率和品質(zhì)。我國80%的種質(zhì)資源集中于科研院所、高等院校。院所高校要精準(zhǔn)鑒定種質(zhì)資源,深度發(fā)掘抗病蟲、抗旱、耐寒、耐高溫、營養(yǎng)價(jià)值高等有重大應(yīng)用價(jià)值的主效、等位基因,并借助分子標(biāo)記輔助選擇,智能、高效、定向創(chuàng)制新種質(zhì),與種業(yè)企業(yè)共享。
種業(yè)企業(yè)是商業(yè)化育種、市場開拓的主體。中國種業(yè)企業(yè)大多以銷售型公司為主,具備科研、擴(kuò)繁制種、推廣與技術(shù)服務(wù)能力的企業(yè)較少。2020年全國6393家種子企業(yè)中,具有自主研發(fā)能力的企業(yè)不超過100家,有效經(jīng)營范圍覆蓋全國的育繁推一體化企業(yè)僅有97家。大多數(shù)種業(yè)企業(yè)為小作坊式育種,規(guī)模小、技術(shù)力量薄弱,研發(fā)投入少,品質(zhì)分析手段缺乏,仍然依靠表型選擇,不掌握分子育種基本技術(shù)。今后種業(yè)企業(yè)要與科研院所、高等院校共建分子育種創(chuàng)新聯(lián)盟、科企聯(lián)合體,利用院所高校挖掘、創(chuàng)制的種質(zhì)資源和分子育種后代進(jìn)行雜交選育;選擇綜合性狀優(yōu)異的高代材料,委托院所高校鑒定優(yōu)良基因聚合,進(jìn)行轉(zhuǎn)基因定向改良;示范驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因、基因編輯作物,繁制、推廣育成審定品種。科企聯(lián)合體要有統(tǒng)一的主攻方向和共用親本。
?3.2重點(diǎn)擴(kuò)繁制種與推廣國審品種
實(shí)行自主育種和買斷區(qū)域經(jīng)營權(quán)相結(jié)合,盡量購買、擴(kuò)繁制種、推廣優(yōu)勢(shì)地域的國審品種。提前介入,對(duì)區(qū)域試驗(yàn)站進(jìn)行多點(diǎn)考察;多點(diǎn)次布置不同生產(chǎn)條件、耕作制度、栽培措施等示范,進(jìn)行全面測(cè)評(píng)。建立百畝核心區(qū)、千畝示范區(qū)、萬畝推廣區(qū),梯度推進(jìn),創(chuàng)建高產(chǎn)典型,依托行政推動(dòng)、試驗(yàn)示范、現(xiàn)場觀摩、媒體投放廣告等手段,鞏固已有銷售網(wǎng)點(diǎn),開辟新網(wǎng)點(diǎn),利用企業(yè)品牌效應(yīng)和營銷網(wǎng)絡(luò),迅速占領(lǐng)審定地區(qū)市場,使之成為區(qū)域主導(dǎo)品種。
?3.3全產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)優(yōu)質(zhì)專用品種
通過延伸服務(wù)、合作服務(wù)、橫向一體化整合等方式,完善與種子相配套的農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝、田間管理等綜合服務(wù)體系,促進(jìn)良種良法配套,建立起以種子為核心的成套技術(shù)解決方案。通過延伸發(fā)展、與各類農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)組織深度合作等多種形式,強(qiáng)化對(duì)農(nóng)戶和各類新型經(jīng)營主體的嵌入式服務(wù)支持,提供從種子銷售、播種、田間管理、收獲再到銷售的全方位全過程的指導(dǎo)、技術(shù)支持和托管等個(gè)性化服務(wù)。與加工企業(yè)聯(lián)合,以優(yōu)質(zhì)專用品種為紐帶,訂單生產(chǎn)、分級(jí)收儲(chǔ),開發(fā)主食、休閑和保健食品,重視“三品一標(biāo)”質(zhì)量認(rèn)證,實(shí)現(xiàn)區(qū)域化布局、規(guī)?;N植、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化開發(fā),延伸產(chǎn)業(yè)鏈,提升價(jià)值鏈,打造供應(yīng)鏈,構(gòu)建從產(chǎn)前到產(chǎn)后、從種子到餐桌的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展格局,推進(jìn)一二三產(chǎn)業(yè)深度融合,共享全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展增值收益。(參考文獻(xiàn)略)
?本文來自《育種3.0時(shí)代中小種企適應(yīng)策略》
?作者:劉國浩,劉超,黃巖,張存嶺
?單位:安徽柳豐種業(yè)科技有限責(zé)任公司;安徽省淮北市濉溪縣種子協(xié)會(huì)
?刊于《中國種業(yè)》2023年第4期18-21頁 轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明