三大主粮年新审定种子超3700个,刘春明:中国为何少有突破性大品种
中国新闻周刊:一个业内经常提到的说法是,国外已步入生物技术、人工智能、大数据为主的智能育种4.0阶段,中国正处于由基于遗传学育种的2.0阶段,向以分子标记辅助的生物技术育种3.0阶段过渡。怎么理解中国在最新的育种技术水平方面的表现?
刘春明:实际上,过去两三年里,在科技部、农业农村部的很多项目支持之下,我们在作物科学基础研究,特别是一些基因组学、重要基因克隆、基因功能研究方面已经走在国际前列,但这些基础工作成果如何有效用到育种家工作中,还有一个过程。
现在国内相当一部分育种家已将传统育种与分子标记辅助育种结合得非常好,但还有很多常年在田里工作的传统育种家不懂基因组学、不关注基因功能研究成果,这样基础研究科学家克隆再多基因他们也用不上,因此合作变得非常重要。
江西上饶市广信区皂头镇,三联村一幢房屋外妇人手捧种子的壁画。图/视觉中国
专利受限会导致“卡脖子”
提升产量是第一需求
中国新闻周刊:在转基因技术、基因编辑技术、合成生物技术等新技术上,中国与先进国家相比,目前所拥有的核心专利情况是怎样的?
刘春明:技术上我们在一定时间内还会有受限。比如说转基因和基因编辑,很多核心技术专利就掌握在一些大公司手里。2018年被拜耳收购的美国种业巨头孟山都公司有很多核心基因和技术专利,虽然专利保护期基本20年左右,过了保护期谁都可以用,但这些公司还会不断发现新性状、新基因、新技术,不断积累优势。
一个最简单的例子,玉米快速干燥、耐密植等关键性状的专利很多不在我们自己手里。你可以从市场买国外公司的种子,并用它作为亲本杂交,把关键性状导入到我的品种里边去,这是可以的。但如果这个性状及其基因本身被专利保护,那到时候就会被打官司,这是中国种业的一种“卡脖子”。中国科研工作者和企业要有专利保护意识,对一些关键基因、关键性状、关键品种要申请保护,使用他人的基因或者技术也要提前获得使用权,这样才能有独立产权的品种。
种业大公司的品种里面包含的很多核心性状是放在两个杂交亲本中,这些亲本多作为商业机密保护,而销售的种子是由两个亲本授粉所产生的杂交种。我们吃的很多小西红柿,直接买国外的品种,每一个西红柿长得都很标准、一致,形状也很漂亮。但是用种子再种出来的番茄大小和颜色不一样,很多另外的杂交亲本性状会展现出来。种业企业通过销售杂交种保护品种权,国内比较大的种业公司如隆平高科、登海种业也是如此。
中国新闻周刊:种质资源是育种最重要的材料。中国农科院和各个省的农科院都有自己的资源库,目前种质资源库的利用和精准鉴定工作开展得怎么样?
刘春明:国内最大的作物种质库就是中国农科院作物科学研究所的国家农作物种质资源库,这个库是1987年建的。我在作科所期间参与了新库建设,新库大约3万多平方米。这个库收集了粮食作物、纤维作物、油料作物、蔬菜作物等300多种农作物,共50多万份种质资源,是全球第二大种质资源库。
资源的鉴定与育种是紧密相关的,鉴定出性状和基因是育种迫切需求的。种质资源的精准鉴定、面向育种家开放和利用非常重要。
中国新闻周刊:人们对食物的需求日益多元化,气候变化等因素也对农作物的抗逆性带来更多挑战,为了应对这些新挑战,未来种业的发展方向该如何?
刘春明:种业发展,产量永远是第一。我们主粮作物的产量提升空间还很大。保证不挨饿,永远是优先需求。要实现高产稳产,新品种必须携带广谱抗病性、抗逆性、抗倒伏、抗穗萌发等重要性状。
产量之后是品质性状。品质性状包含三大类,一是外观品质,二是口感品质,还有一类是营养品质。我自己是做水稻营养品质改良的,回国后一直在做这方面工作。稻米最有营养的是外侧糊粉层部分,维生素微量元素都在里面。但我们日常食用的所有水稻品种糊粉层都是一层细胞。我们花了七八年时间培育了一个糊粉层加厚新型种质资源,在这一基础上,又花了七八年时间培育出一个高营养紫米品种,其微量元素和维生素是普通白米的5~10倍。