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前不久，国家统计局发布统计数据显示，2021年全国粮食总产量为13657亿斤，比上年增加267亿斤，增长2.0％，全年粮食产量再创新高，连续7年保持在1.3万亿斤以上。“十四五”开局之年的丰收来之不易，根据2021年公布的第三次全国国土调查数据显示,我国耕地面积19.179亿亩，但耕地质量总体不高,其中1/3属于高标准农田,2/3是“靠天吃饭”的中低产田。因此，保障粮食安全可谓是一个永恒的话题。而生物育种技术，则是发展现代种业、解决粮食安全问题的重要支撑。
国际科技竞争新焦点 生物育种是利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理，利用转基因、基因编辑、全基因组选择和合成生物学等技术，培育生物新品种的过程。生物育种技术体现着当代生物科学研究的最新成果及应用。20世纪以来，生物育种技术已经历了三次飞跃，分别是上世纪50年代的“高秆变矮秆”的“第一次绿色革命”，上世纪70年代兴起的杂交水稻技术，以及上世纪90年代至今的分子育种阶段。到今天，生物育种又向前发展了一大步，国际上先进国家已从分子育种开始步入以生物大数据技术为基础的智能化设计育种时代。 当前，抢占生物育种技术及其产业发展制高点，已成为世界各国增强农业产业核心竞争力的重大战略选择。转基因作物产业化应用加速，促进了农业生产方式变革。特别是自1996年转基因作物商业化种植以来，作物种类由玉米、大豆、棉花、油菜等4种扩展到马铃薯、苜蓿、茄子、甘蔗、苹果等32种。种植面积由2550万亩增加到28.6亿亩，增长112倍。种植国家由6个增加到29个，另有42个国家批准进口应用，全球商业化应用转基因作物的国家已达71个。 2019年，全球主要农作物种植面积中74%的大豆、31%的玉米、79%的棉花、27%的油菜都是转基因品种，99%是抗虫耐除草剂性状。正因为抗虫、耐除草剂性状的应用，提高了玉米、大豆等转基因作物在成本、价格、品质等方面的竞争力，使得转基因农产品在国际农产品市场中的贸易份额大幅提升。2019年，全球大豆、玉米贸易中，转基因占比分别达到95%和70%。 近年来，随着多个重要物种全基因组测序的相继完成，基因组学研究得到迅猛发展，世界各国和跨国公司均加大力度开展基因功能基础研究，以争夺相关知识产权。另外，转基因技术与基因编辑、合成生物、全基因组选择技术等深度融合，促使生物育种向外源基因转入、内源基因编辑、代谢途径重构乃至人工设计合成的系统化、一体化方向发展。 技术的发展也推动了生物育种产品的升级迭代。以转基因产品为例，已从单一的抗虫、耐除草剂向复合性状拓展，新型转基因作物兼抗多种害虫、耐受多种除草剂，部分还具有抗旱、品质改良、高产高效等性状。目前，全球陆续推出了高油酸大豆、抗病油菜、抗蓝耳病猪等70多种基因编辑产品。 列入我国重大科技发展战略规划 在生物育种的国际科技竞争中，我国其实很早就已开始布局。早在20世纪80年代中后期，国家高技术研究发展计划（863计划）将功能基因克隆、转基因操作及转基因生物新品种培育技术等列入重要研究内容；国家重点基础研究发展计划（973计划）又对转基因生物安全评价与风险控制予以重点支持；1999年，科技部、财政部联合启动“国家转基因植物研究与产业化专项”。2006年，党中央、国务院批准《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》，把转基因生物新品种培育列为16个国家科技重大专项之一。2008年，转基因重大专项正式启动，目标是获得一批具有自主知识产权和重要应用价值的功能基因，培育一批抗病虫、抗逆、优质、高产、高效的重大转基因动植物新品种，提高农业转基因生物研究和产业化整体水平。 2009年，中央一号文件要求加快推进转基因生物新品种培育科技重大专项，整合科研资源，加大研发力度，尽快培育一批抗病虫、抗逆、高产、优质、高效的转基因新品种，并促进产业化；同年，国务院出台《促进生物产业加快发展的若干政策》，明确提出要加快把生物产业培育成为高技术领域支柱产业和国家战略性新兴产业。2010年，中央一号文件要求，继续实施转基因生物新品种培育科技重大专项，抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种，在科学评估、依法管理基础上，推进转基因新品种产业化。 2015年中央一号文件要求，加强农业转基因生物技术研究、安全管理和科学普及。2016年中央一号文件要求，加强农业转基因技术研发和监管，在确保安全的基础上慎重推广。2020年中央一号文件要求，加强农业生物技术研发。我国“十四五”规划提出，瞄准人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目，意味着发展生物育种已上升到国家战略的高度。 2021年中央一号文件再次强调，要尊重科学、严格监管，有序推进生物育种产业化应用。同年召开的中央全面深化改革委员会第二十次会议也强调，农业现代化，种子是基础，必须把民族种业搞上去，把种源安全提升到关系国家安全的战略高度，集中力量破难题、补短板、强优势、控风险，实现种业科技自立自强、种源自主可控。 实现国家种业科技自立自强 到现在，生物育种已被列入我国科技发展的重大战略方向之一，并已经形成了自主基因、自主技术、自主品种的创新格局，育成主要农作物品种达7万余个，基本满足农业生产的需求。 一方面，我国的转基因抗虫棉和抗病番木瓜产业化应用成效显著，特别是在转基因重大专项等项目支持下，育成抗虫棉新品种197个，累计推广5.1亿亩，减少农药用量65万吨，带动新增产值累计650亿元。 另一方面，我国转基因大豆、玉米已具备产业化条件，4个抗虫耐除草剂转基因玉米获得生产应用安全证书。抗虫转基因玉米新品系抗虫效果达95%以上，有效降低了农药用量，减少了黄曲霉素污染。我国还有3个耐除草剂转基因大豆获得生产应用安全证书，培育的新品系可降低人工除草成本30元/亩以上，比对照品种增产5%以上。 另外，我国的转基因水稻、小麦等产品已形成一定储备。抗虫水稻研发国际领先，获得生产应用安全证书和美国进口许可，该水稻的抗虫效果达95%以上，可减少农药用量60%以上，比对照水稻增产10%以上。抗旱节水转基因小麦新品系水分利用效率提高10%以上，可大幅减少灌溉用水，有效缓解水资源短缺问题。 国家知识产权局知识产权发展研究中心发布的《生物育种产业专利导航研究成果》显示，目前我国生物育种专利申请量排名全球第一，其中分子标记育种专利申请量排名已超过美国，成为申请量最多的国家。但从总体上来看，我国生物育种与美欧等发达国家仍有较大差距，仍有可能被“卡脖子”。 中国工程院院士、中国农业科学院副院长万建民就表示，中国生物育种与国外先进水平有一个时代差距，外国有科学家将育种发展划分为4个时代，即农民选择时代、表型选择时代、分子育种时代、大数据智能设计育种时代，国际一流种业已走向设计育种的4.0时代，中国种业尚处在表型选择时代朝分子育种时代迈进过程中。 他说，生物育种是种业创新的核心，构建现代生物育种创新体系，强化种质资源深度挖掘，突破前沿育种关键技术，培育战略性新品种，实现种业科技自强自立，是解决“种源”要害、打赢种业翻身仗的关键，是牢牢把握住粮食安全主动权的根本保障。 中国科学院院士、中国科学院遗传与发育研究所研究员李家洋认为，未来农业的发展方向是高产稳产、优质营养、高效安全、农业工业化。我国农业现代化建设到了加快转变发展方式的新阶段，必须更加依靠科技实现创新驱动，源源不断地为农业发展转型升级、提质增效提供强大动力。生物育种是未来保障国家粮食安全非常重要的方面，未来我们将通过南繁硅谷，进一步应用生物育种技术，培育更多的高产、优质、抗逆、高效的种子，保障国家粮食安全，让大家吃得饱、吃得好、吃得健康。 作者：罗中云 来源：光明网
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