我國瞄準智慧育種4.0時代進發

玉米也有傳染病，但良種卻可以做到“一塵不染”。

在12月28日北京市科協主辦的專家智庫“論策論道”系列活動中，農業農村部玉米專家指導組組長、北京市農林科學院玉米研究所研究員趙久然現場覆盤了一場發生在今年秋季的良種“抗疫”故事。

良種“抗疫”

“玉米南方鏽病是空氣傳播的真菌病害，病菌孢子在夏季可長距離隨暖濕氣流從南向北傳播。”趙久然説，玉米鏽病時有發生，但今年在黃淮海夏玉米區出現了罕見的大暴發。

染了鏽病的玉米就像人的“一夜白頭”，一開始是在葉片上出現少量“黃斑”，很快遍佈全身，導致大片大片的玉米枯死，嚴重減產甚至絕產。在趙久然展示的圖片中，2021年秋季的染病玉米顏色焦黃，而挨着種的抗鏽病品種仍鬱鬱葱葱，生長旺盛。

抵抗傳染病，人靠打疫苗獲得免疫力，植物靠什麼呢？

趙久然道出了其中的秘密：靠抗病基因給玉米加上抗病“免疫力”。多年鑑選免疫型高抗鏽病玉米種質、精準定位克隆鏽病抗性基因、轉育到自主骨幹品系中，趙久然團隊多年來一氣呵成關鍵“三步”。

“這種在自主選育的原有優良品種基礎上再增加一個特殊優異性狀的育種方式為‘優種提升’。” 趙久然説，優種提升技術，讓20多個原來不抗鏽病的品種快速實現了高抗鏽病的轉換。

未雨綢繆的良種研究，使得在今年黃淮海玉米區鏽病大暴發的關鍵時刻，中國種子能在“疫區”一塵不染。

不只抗鏽病——

“今年中央農村工作會議和農業農村部重點任務中都提出要大面積示範推廣玉米大豆間套作複合種植。”趙久然説，落實這一任務必須實現玉米—大豆可抗同一種除草劑，“優種提升”技術再次出招。

據介紹，趙久然團隊與北京大學鄧興旺院士團隊合作，已創制出高抗咪唑類除草劑（大豆常用除草劑，但對玉米有嚴重藥害）的玉米新種質，可同時實現20多個已審定優良雜交種品種的抗咪唑類除草劑轉換提升，實現套作。

中國種子，關鍵時刻頂得上

基於DNA指紋技術平台的支撐，實現性狀提升是我國育種能力提升的典型代表之一。

中國農科院研究員、農業監測預警首席科學家許世衞表示，中國的育種能力在不斷增強。我國已經形成了政產學研一體的聯合攻關新機制，審定了很多品種，取得了單產平均提高5%的好成績，實現了新一輪品種的更新換代。

尤其在“十三五”期間，我國形成了海南、甘肅、四川三大國家育種制種基地，同時，建設了52個雜交制種大縣、100個區縣良種基地。這些基地的建設為中國良種的質量、數量的大幅度提升起到了重要作用。

針對普遍存在的“中國種子嚴重依賴進口”的誤解，北京市農林科學院數據與經濟所知識管理與情報研究中心主任、研究員鄭懷國給出了具體的數據，據農業農村部統計數據，我國水稻、小麥品種自給率為100%，玉米為95%左右，蔬菜種子自給率達到87%以上，只有部分高檔蔬菜品種例如西蘭花等確實依賴國外進口。

“事實上，我國主糧品種可以説已經實現了自給，能夠滿足我國市場需求。”鄭懷國説。

目標：更尖端的4.0時代

12月25日至26日召開的中央農村工作會議提出要求，大力推進種源等農業關鍵核心技術攻關。

對此，與會專家表示，對標國外的育種技術，國際上已經逐漸步入智慧育種的4.0時代，而我國仍處於2.0到3.0的階段，仍有大量的關鍵核心技術亟待突破。

“發達國家在重大基因挖掘與功能解析、重要性狀形成的機制方面取得了重大的進展。”北京市農業農村局相關負責人解釋，生物技術和人工智能技術的融合使得良種選育實現了精細化、精準化、智能化、功能化，尤其工廠化，大幅提高了育種效率。

相較而言，我國在育種技術與信息技術的結合方面起步較晚。“一批關鍵技術需要突破，例如智能化表型性能測定關鍵技術，可以把關鍵基因和香甜口感之類的表型一一配對，不再靠人工，而是靠傳感器，靠紅外，靠物聯網高光譜等技術，再通過大數據整合建立模型分析，將大大提高育種效率。”許世衞表示，我國正在構建人工智能為主的育種平台，還在摸索階段。