从“隐性饥饿“到“良种贡献”：生物育种如何重塑粮食安全格局

科技 2024-12-24 18:13 北京

生物育种，简单来说，就是利用现代生物技术手段对农作物进行遗传改良，以提高农作物的产量、品质、抗逆性等性状。它不仅是国家重大需求，更是保障粮食安全的重要途径。

粮食安全，是每一个国家都必须面对的重要问题。根据2013年世界粮食安全状况报告，保障粮食安全可以分为三个阶段：数量保障、质量保障，以及保障食物营养与满足消费者多元化需求。中国作为一个人口大国，粮食安全问题尤为重要。然而，我们面临着诸多挑战。

一方面，随着生活水平的提高，人们的饮食结构发生了巨大变化，营养过剩和营养不良问题并存。营养过剩导致的“三高”问题日益严重，而微量营养素缺乏或不平衡则表现为“隐性饥饿”。多项研究表明，“隐形饥饿”会严重影响人民身体健康和经济发展。

另一方面，我国水资源贫乏，人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一。同时，农业生产成本高、效益低，多种农产品价格高于国际市场。此外，我国主要农产品对外依存度高，这也给粮食安全带来了不小的压力。

中国工程院院士万建民

面对这些挑战，育种成为了确保粮食安全的重要源头。良种对我国粮食增产的贡献率为45%，与欧美等发达国家的60%相比还有很大差距。当前，我国农作物育种技术亟需迭代升级，突破性重要基因的匮乏、育种周期长等问题限制了农作物的遗传改良。因此，我们必须寻求新的突破点。

生物技术，正是突破常规育种瓶颈的关键。近年来，生物育种基础研究不断深入，技术也在不断升级换代。从规模化、精准化考虑，全景组学将成为系统解析优异种质的重要方向。基因挖掘趋向深度化、高效化、智能化，高产基因、抗病虫基因、资源高效利用基因等不断被发现和利用。

在前沿育种技术研发方面，我们也取得了不少进展。作物育种底盘技术如表型鉴定技术、单倍体技术、遗传转化技术等都在不断突破。智能设计技术更是将大数据、人工智能等多技术融合，为生物育种提供了全新的思路和方法。

其中，转基因育种技术、基因编辑育种技术、全基因组选择技术等都是近年来备受关注的前沿技术。转基因育种技术通过导入外源基因，使农作物获得新的性状。基因编辑育种技术则是对农作物自身的基因进行精准编辑，实现性状的改良。全基因组选择技术则是利用基因组信息对农作物进行遗传评估，预测其未来表现。

值得一提的是，生物育种已经进入了BT+IT智能设计时代。这意味着我们可以利用生物技术和信息技术的融合，对农作物进行更加精准、高效的遗传改良。然而，尽管我们在生物育种领域取得了不少进展，但仍然面临着诸多挑战。

首先，生物育种基础研究原创不足。虽然我们在农作物重要性状基因克隆等方面取得了突出进展，但整体上仍然缺乏核心技术专利。这导致我们在国际竞争中处于不利地位。我们需要加强基础研究和技术创新，提高原创能力，为生物育种提供更加坚实的理论基础。

在转基因育种方面，我们虽然创制了一批重大产品，如抗虫耐除草剂转基因玉米、抗除草剂转基因大豆等，但整体上仍然缺乏具有竞争力的新品种。同时，基因编辑育种技术体系虽然已经建立，但获得具有自主知识产权的CRISPR编辑新工具仍然是一个难题。

此外，重大新品种创制能力亟待提升。玉米、大豆等作物的单产与美国等发达国家相比仍有较大差距。这需要我们加强新品种的选育和推广工作，提高农作物的产量和品质。

种业企业育种创新能力也是制约我国生物育种发展的一个重要因素。目前，我国种业企业的育种创新能力普遍较弱，缺乏具有国际竞争力的种业品牌。因此，我们需要加强种业企业的创新能力建设，培育具有国际竞争力的种业品牌。

面对这些挑战，我们需要采取一系列政策措施来推动生物育种的发展。首先，要强化危机认识，把握发展机遇。我们要深刻认识到生物育种对于保障粮食安全的重要性，加强顶层设计和规划布局，推动生物育种技术的快速发展。

其次，要提高认识，强化组织领导。各级政府和相关部门要高度重视生物育种工作，加强组织领导和协调配合，形成推动生物育种发展的强大合力。同时，要加强种业科技创新。我们要加大科研投入力度，支持生物育种基础研究和前沿技术研发。要加强国际交流合作，引进和消化吸收国际先进技术成果。在突破关键技术方面，我们要加强基因挖掘、遗传转化、智能设计等技术的研究和应用。要培育新一代品种，提高农作物的产量、品质和抗逆性。

最后，要健全政策体系，优化产业化生态。我们要完善相关法律法规和政策措施，为生物育种产业化提供良好的政策环境和市场环境。同时，要加强科普宣传和教育引导工作，提高公众对生物育种的认识和接受度。

（本文系中国工程院院士万建民在2024中国农业农村科技发展论坛暨全球农业研究热点前沿与科技竞争力成果发布会的分享）

来源：光明网-科普中国

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