育种“同质化”的困境与破局

科技 2024-11-19 20:26 广东

近年吉林每年审定通过的水稻新品种在50个左右，大约七成与“吉粳88”有亲缘关系。玉米品种也面临同样情况。

自上世纪80年代以来，我国先后经历5次品种的更新换代，前4次平均每5.5年更新换代一次，但第5次更新换代至今已历经近20年，仍未形成突破。品种更新换代速度降低，不利于种业振兴发展、应对极端气候变化和灾害不足，为粮食安全埋下隐患。。

种质资源匮乏、从事种质资源鉴定评价人才不足、种质资源交流缺乏积极性等，是造成我国部分主粮品种区域“同质化”的主要原因。

吉林省一个家庭农场金秋开镰仪式现场，农民驾驶农机进行水稻机械化收割展示（2024 年 9 月 20 日摄）张楠摄 / 《瞭望》新闻周刊

秋收时节，在全国产粮大县吉林长岭，种粮大户刘军正忙着为代耕的农户收玉米。他同时还有一个任务，就是观察不同品种表现，为来年选择品种提供参考。今年他代耕的1000公顷玉米地种植了近百个品种，他感觉“长势都差不多，看不出有啥差别”。

一些专家表示，区域内相似品种多，一定程度说明品种存在“同质化”。记者在采访中了解到，部分主粮作物区域品种“同质化”，是近年困扰我国种业的普遍问题。

受访专家认为，育种“同质化”不仅延长了作物大品种更新换代周期，制约我国种业产生原创性、跨越性成果，而且在气候异常或出现新的病虫害时，容易引起大面积减产，给粮食安全埋下隐患。

主粮品种“近亲繁殖”隐患多

“年年绞尽脑汁选品种，但种来种去感觉差不多。”刘军说，这几年，一旦市场上有表现不错的品种，种子经销商很快就会推荐一些相似品种。“种子经销商给我推荐新品种时，都说跟某些畅销品种属于一个系列。”

专家介绍，品种“同质化”可以理解为“近亲繁殖”——品种之间亲缘关系很近。

以水稻为例，“吉粳88”是吉林省农科院在20年前选育过审的水稻品种，因高产、抗性强在东北地区大面积推广应用。吉林省现代农业产业技术体系水稻体系专家严永峰说，近年吉林每年审定通过的水稻新品种在50个左右，大约七成与“吉粳88”有亲缘关系。“很多育种家手里可用的育种材料有限，所以一直围绕‘吉粳88’等品种进行改良修饰，新品种难有质的突破，性状的提升极其缓慢。”

玉米品种也面临同样情况。多年来，国际种子巨头美国先锋、孟山都等公司的一些玉米品种凭借丰产性好在东北中、早熟地区大面积推广应用。不少育种家在这些品种的基础上稍加修饰和改动，形成了众多亲缘关系很近的品种。

一些种粮大户反映，一个品种在同一块地连续种植多年，表现就会变差，需要更换品种。但如果换的新品种是“同质化”的，表现难有改观。“这几年几乎年年选新品种，可等秋收一看，和以往差不多。”

专家认为，区域品种“同质化”有诸多风险隐患。

品种更新换代速度降低，不利于种业振兴发展。专家介绍，“稍加修饰”的育种方式虽然能快速推出品种，但会导致育种遗传基础越来越窄。据了解，“十三五”以来，玉米品种审定加快，审定数量逐年提升，每年平均国审近600个品种，加上省级审定的品种平均每年2100多个，国审和省审的品种最高年份可达到3100多个。

与之相反，玉米大品种更迭速度缓慢。“郑单958”自2004年开始直到2020年，始终位居我国玉米种植面积第一，霸榜近20年。

国家玉米产业技术体系岗位科学家、吉林省农科院玉米所副所长路明介绍，自上世纪80年代以来，我国先后经历5次品种的更新换代，前4次平均每5.5年更新换代一次，但第5次更新换代至今已历经近20年，仍未形成突破。

应对极端气候变化和灾害不足，为粮食安全埋下隐患。品种“同质化”意味着同一区域内的品种多样性不足，作物抗风险能力减弱，增加区域粮食生产风险。

近年，我国多个玉米主产区出现极端天气，并且每年气候变化异常。不久前，中国科学院东北地理与农业生态研究所的专家牵头了一场种业座谈会，来自青岛农业大学的教授赵延明等专家介绍，黄淮地区有种植面积较大的玉米品种由于气候变化导致发育不正常，出现大面积减产。多位专家提醒，区域内一旦因气候变化等原因出现新的病虫害等灾害，“同质化”的品种可能大面积成灾，相关隐性风险需要重视。

育种“同质化”三大成因

记者采访发现，种质资源匮乏、从事种质资源鉴定评价人才不足、种质资源交流缺乏积极性等，是造成我国部分主粮品种区域“同质化”的主要原因。

种质资源匮乏。丰富的种质资源是育种的基础。玉米作为我国主粮品种，全国仅有3万多份玉米种质资源。而世界上优质玉米种质资源大多在美洲地区。“巧妇难为无米之炊”，育种家们缺少优质资源，只好就现有资源加以改良，难以产生突破性进展。

需要注意的是，在玉米种质资源匮乏的同时，我国还有大量主粮作物种质资源闲置。据了解，我国拥有水稻种质资源超过8万份，但进行过深入鉴定和研究的不足10%，即九成以上的水稻种质资源还不了解其相关性状，无法用于育种。

严永峰说，种质资源鉴定需要进行表型鉴定和基因型鉴定，表型鉴定需要在多个生态区种植，通常需要三四年时间，基因型鉴定需要专业的设备和服务器，光购买服务器就需要几十万元，较长的周期和较高的成本，使种质资源鉴定评价工作进展缓慢。

同时，从事种质资源鉴定评价人才不足。种质资源鉴定评价是种业科研的基础。与之对应，相关人才是育种“金字塔”的底座，数量应远远多于育种家，但目前情况正好相反。吉林省农科院副院长牟忠生说，由于种质资源鉴定评价投入大、周期长，难以短期见成果，很多科研单位开展意愿不强，缺乏科研立项和经费长期支持。

种质资源交流缺乏积极性。减少“同质化”、提高大品种选育效率的另一种途径，是让大家手里的种质资源真正实现交流、共享，可惜目前交流比较有限。中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员关义新说，小单位有资源不敢拿出来，大单位有资源不想拿出来，结果都做不大。

吉林农业大学教授凌凤楼提醒，育种“同质化”现象要辩证地看。他解释说，育种“同质化”现象在育种发展过程中的每一个阶段都存在，很多新品种都是在一些原有优质品种基础上产生的，国外育种也存在类似情况，可以说，育种“同质化”是一个阶段性过程。但如果这个过程持续时间过长，就会导致种业瓶颈长期难以突破，对产业发展造成不利影响。

据业内人士介绍，国家相关部门已关注到区域品种“同质化”情况。2021年，国家颁布《国家级玉米品种审定标准（2021年修订）》明确，申请审定品种应当与已知品种DNA指纹检测差异位点数≥4个。

据了解，这表明申请审定的国家级玉米品种，其DNA指纹检测差异位点数由过去的2个提高至4个，即在40个位点的对比中，必须大于等于4个位点才能通过审定。这进一步提升了国家级玉米品种审定中对遗传差异的要求，可对防止“同质化”起到一定作用。

多方发力破解难题

种子是农业的“芯片”。受访专家表示，要实现我国种业特别是主粮作物品种的突破，亟需重视“同质化”问题，从基础做起，从多方发力。

整合资源，探索组建大的育种联盟和育种平台，形成创新合力。种业创新是系统工程，需要资源、技术等多个团队协同配合。关义新说，过去育种多是低水平重复，需要搭建大平台，通过高水平交流合作，推动更多优质种质资源交流，形成一批优质品种。建议由国家层面牵头组建可信任的、建立一定规则和机制的、大的种质资源交流合作平台，打破低效、低水平的重复性简单育种，破解“同质化”问题。

近年，中国科学院东北地理与农业生态研究所的专家牵头，与相关大学、企业等100余家单位的育种家自发组建中科玉九所联盟，开展品种测试、资源交流、品种选育和推广合作。联盟内部成立管理公司，以市场化运营的模式统筹管理合作事项，实现利益合理分配。受访专家认为，这一做法对促进各育种机构间的资源交流、形成创新合力是一种有益尝试。

加大力度支持种质资源鉴定评价等基础研究。构建遗传多样性丰富的优异种质库，增加源头创新储备，对育成新品种至关重要。农业农村部有关专家介绍，我国实行种业振兴行动以来，利用3年左右时间基本完成种质资源的普查和保护等基础工作，下一步将重点推进种质资源鉴定和利用。

基层科研工作者建议，应进一步完善和调整科研导向，不仅要鼓励选育突破性大品种，还要鼓励新种质创制，推动国家科研立项向种质资源创制和创新倾斜。比如在绩效评价等方面向基础研究倾斜，建立体现种质资源鉴定评价工作成果的机制，支持公益性育种科研单位形成稳定的科研队伍，将这项工作长期坚持下去。

据了解，为破解种质资源相关基础工作无人愿做的难题，吉林省农科院今年进行机制创新，通过高位统筹，把院内所有从事种质资源鉴定评价的人才集中在一起，进行柔性整合，设计项目内容。

此外，由于好的种质资源受国外垄断，我国玉米等种质资源相对匮乏，基层建议鼓励种业企业主动“引进来”和“走出去”，到国际市场试水，充分利用国际优质创新资源和技术，开发海外市场，主动参与国际市场竞争。

进一步完善新品种审定标准，培育突破性大品种。路明说，通过简单修饰改造的“同质化”“山寨版”品种，尽管其遗传差异在审定上都合格，但没有实质性突破，对促进生产意义不大，我国种业创新需要摒弃急功近利的心态。建议在健全完善相关机制、法律法规，强化种质知识产权保护的同时，进一步提高新品种审定、评价的标准，让真正的创新成果脱颖而出。

来源｜《瞭望》新闻周刊记者郎秋红薛钦峰

编辑丨农财君

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