位于“黃金玉米帶”的吉林是全國玉米種業(yè)的兵家必爭之地，在吉林站住腳就等于拿到了銷往全國的通行證。十年來，吉林一邊在管理上開辟綠色通道，大力推動科企合作，壯大本地種子企業(yè)，一邊向全國各路“神仙”敞開大門，鼓勵各地種子企業(yè)在吉林同場競技，推動市場化競爭，釋放生產(chǎn)力。
大豆有6萬個基因，如果想把30個優(yōu)質(zhì)的大豆基因聚到一顆大豆里，傳統(tǒng)雜交育種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的幾率是十億分之一，相當(dāng)于種植10萬畝大豆才能找到一棵想要的豆苗，這很難實(shí)現(xiàn)，所以他們想探索人工智能育種的新賽道。
10月的東北，金色的玉米在微風(fēng)中搖曳，田野里一臺臺收割機(jī)隆隆作響，黑土地迎來秋收高峰。
盡管近幾年臺風(fēng)、水災(zāi)等極端天氣不斷，但世界三大“黃金玉米帶”之一的黑土地，仍然保持著糧食產(chǎn)量持續(xù)增長，成為我國糧食安全的壓艙石。
其中種業(yè)發(fā)展功不可沒。10年來，中國種業(yè)在政策東風(fēng)下不斷創(chuàng)新攻關(guān)，科研實(shí)力與日俱增，優(yōu)質(zhì)糧食品種推陳出新，打好種業(yè)翻身仗，實(shí)現(xiàn)種業(yè)振興。
“洋種子”一度遍地開花
“一坰地產(chǎn)糧能到28000斤，過去想都不敢想，現(xiàn)在只要沒有大災(zāi)就能輕松實(shí)現(xiàn)。”在全國產(chǎn)糧大縣吉林省梨樹縣，鳳凰山農(nóng)機(jī)農(nóng)民專業(yè)合作社理事長韓鳳香說。
韓鳳香經(jīng)營著近600公頃土地。這幾年，她根據(jù)不同地勢種植不同品種，已連續(xù)多年實(shí)現(xiàn)豐產(chǎn)。今年她又試種了五六個國產(chǎn)玉米新品種，感覺它們“都不錯”。
新品種多、豐產(chǎn)性好、抗病性強(qiáng)，如今的國產(chǎn)玉米種子廣受農(nóng)民青睞，遠(yuǎn)不是十幾年前國內(nèi)玉米種子市場被“洋種子”占據(jù)的情形。
那是2003年前后，隨著市場放開，美國先鋒、孟山都、杜邦，德國拜耳等國際種業(yè)巨頭陸續(xù)滲透國內(nèi)種子市場。
“按粒賣、按粒種，美國先鋒種業(yè)的‘先玉335’，帶給了種業(yè)人顛覆性沖擊。”提起“先玉335”，無論是種業(yè)人還是農(nóng)民幾乎都有著相同感受。
據(jù)了解，過去我國玉米種子出芽率不高，種子成袋賣，農(nóng)民每穴里要撒好幾粒種子，生怕不出苗，不僅種子用量大，而且玉米出苗后還要人工除掉多余玉米苗。而“先玉335”憑借高發(fā)芽率，采取單粒播種，每畝地用種量不到國內(nèi)品種一半，種地后省心省力，并且糧質(zhì)更好，賣價更高。
“在當(dāng)時的種子市場，‘先玉335’鶴立雞群，一枝獨(dú)秀。”曾供職美國先鋒公司的中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員關(guān)義新回憶說。僅僅幾年時間，“先玉335”橫掃吉林。到2012年，以其為代表的“洋種子”已占據(jù)吉林玉米種子市場的70%。
面對“洋種子”強(qiáng)勢沖擊，當(dāng)時吉林很強(qiáng)的種業(yè)公司——吉林吉農(nóng)高新技術(shù)發(fā)展股份有限公司難以招架，市場份額一度大幅萎縮，一些中小種業(yè)公司更是岌岌可危。
更讓人擔(dān)憂的是，玉米作為我國三大主糧之一，既是產(chǎn)量最高的糧食作物，也是牲畜飼料和眾多工業(yè)產(chǎn)品的重要原料。如果任由“洋種子”占領(lǐng)市場，不僅民族種業(yè)生存困難，更將直接關(guān)系我國糧食安全和民生發(fā)展大局。
中國種業(yè)崛起
“狼來了，中國種業(yè)覺醒了。”吉林省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳種業(yè)管理處處長鄭清說。眾多科研人員和種子企業(yè)有一個共同目標(biāo)：必須把良種牢牢攥在自己手中。
吉林省富民種業(yè)有限公司總經(jīng)理張彥民，曾是梨樹縣第一批經(jīng)銷種子的個體戶，“洋種子”進(jìn)來后，曾經(jīng)不錯的國產(chǎn)種子市場被嚴(yán)重擠壓。
張彥民意識到：“市場倒逼我們必須育出自己的良種。”2010年前后，自己搞育種的張彥民遇到的第一個困難是種質(zhì)資源匱乏——玉米是外來物種，我國玉米種質(zhì)資源不占優(yōu)勢，就連吉林省農(nóng)科院這樣的科研大戶，也只有幾千份種質(zhì)資源。
“手里沒有種質(zhì)資源，我們就在地里找，把植株粗壯、產(chǎn)量高的玉米留下，一點(diǎn)點(diǎn)搜集。”張彥民說。
機(jī)遇在不經(jīng)意間來臨。2012年，東北遭遇臺風(fēng)，玉米出現(xiàn)大面積倒伏。“先玉335”不具備抗倒伏能力，眾多農(nóng)民減產(chǎn)。張彥民的團(tuán)隊在地里找到抗倒伏的玉米材料，并在科研院所的技術(shù)支持下擴(kuò)繁。
2013年，臺風(fēng)再度侵襲東北，“洋種子”又一次受到?jīng)_擊。不久，富民種業(yè)的抗倒伏玉米品種通過國家審定，推向市場。“這時抗倒伏的玉米品種受到市場歡迎，這給了中國種業(yè)一次抵抗‘洋種子’的機(jī)遇。”張彥民說。
在中小種業(yè)奮力突圍的同時，國家也在發(fā)力。自2011年國務(wù)院發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見》開始，特別是黨的十八大以來，我國關(guān)于種業(yè)的法規(guī)、政策密集出臺，資金、技術(shù)、人才加速向種業(yè)聚集。
“2012年我們只有２個玉米品種，到2021年已經(jīng)有100多個玉米品種。”這樣的發(fā)展速度放在10年前，吉林省鴻翔農(nóng)業(yè)集團(tuán)鴻翔種業(yè)有限公司董事長馮彥輝“想都不敢想”，而今年底前，該公司還有30多個新品種待審。
鴻翔種業(yè)原是吉林省扶余市一家種子經(jīng)銷公司。10年來，在國家育繁推一體化政策助力下，鴻翔種業(yè)搭上科企合作快車，企業(yè)規(guī)模成倍擴(kuò)張。據(jù)了解，該公司和全國頂尖的九個農(nóng)業(yè)科研院所均有合作，在全國建立７個研發(fā)中心、９個育種站，品種推廣達(dá)2000多萬畝，6000多萬斤。
鴻翔種業(yè)十年前只有一個人搞科研，現(xiàn)在有1000多人搞科研；十年前每年研發(fā)投入是200萬元，現(xiàn)在達(dá)到5000萬元，幾乎是利潤的1/6。“最大的變化是，無論是政府還是我們自己，都不再把種子公司當(dāng)成農(nóng)業(yè)公司，而是當(dāng)成科技公司來做。”馮彥輝說。
科研院所也在不斷加快體制機(jī)制創(chuàng)新。吉林省農(nóng)科院是吉林省玉米種子研究的龍頭。該院玉米研究所所長黃威說，過去在品種選育上主要采取課題組形式，幾個專家組成一個團(tuán)隊，每個課題組相對獨(dú)立，自己悶頭搞研究。近幾年，他們打破課題組的研究機(jī)制，組建玉米新種質(zhì)創(chuàng)制與品種選育、單倍體育種技術(shù)、新品種測試與評價等5個團(tuán)隊，每個團(tuán)隊專注研究育種的一個環(huán)節(jié)。“5個團(tuán)隊是一個大團(tuán)隊，分工協(xié)作，參與所有新品種選育，最大限度發(fā)揮集體的力量。”
今年9月，記者在吉林省農(nóng)科院玉米研究所的試驗田里看到，60余個玉米新品種和上萬個組配品種玉米集中展示。不僅有矮稈密植的抗倒伏品種，還有適合籽粒機(jī)收、鮮食特用玉米等系列品種，覆蓋受歡迎的各種玉米品種。
位于“黃金玉米帶”的吉林是全國玉米種業(yè)的兵家必爭之地，在吉林站住腳就等于拿到了銷往全國的通行證。十年來，吉林一邊在管理上開辟綠色通道，大力推動科企合作，壯大本地種子企業(yè)，一邊向全國各路“神仙”敞開大門，鼓勵各地種子企業(yè)在吉林同場競技，推動市場化競爭，釋放生產(chǎn)力。
“目前‘先玉335’的市場占有率已降至2%。”從10年前憂心忡忡到今天氣定神閑，鄭清認(rèn)為，中國種業(yè)人靠自主創(chuàng)新，用更優(yōu)質(zhì)的國產(chǎn)玉米品種一步步擊敗了“洋種子”。
馮彥輝表示，鴻翔種業(yè)已經(jīng)把種子賣到全國26個省份，未來兩三年將開拓周邊國際市場，“我們的目標(biāo)是把中國種子賣向全世界。”
做出自己的大品種
2022年6月，國家級轉(zhuǎn)基因玉米、大豆品種審定標(biāo)準(zhǔn)公布實(shí)施。
在吉林省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所所長郝東云看來，這意味著我國生物育種產(chǎn)業(yè)化邁出重要一步，一大批科研成果有望向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，并帶來新一輪品種換代。
我國早在上世紀(jì)70年代就開始生物育種技術(shù)的相關(guān)基礎(chǔ)研究。上世紀(jì)90年代末，我國開始實(shí)施玉米、大豆、棉花等生物育種專項技術(shù)研究，吉林省是最早參與國家生物育種重大專項的省份之一。經(jīng)過多年科研攻關(guān)，吉林省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所建立了一整套規(guī)模化的生物育種研發(fā)技術(shù)集成體系，并培育出一批具有產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用價值的轉(zhuǎn)基因玉米、大豆、水稻新品系。
中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員馮獻(xiàn)忠介紹，人類的育種歷程可分為四個階段。第一階段是從自然界尋找性狀優(yōu)良的作物馴化；第二階段是以雜交育種為核心的傳統(tǒng)育種；第三階段是分子育種，通過找到控制作物性狀的某個基因，進(jìn)行有目的的定向性狀改良；第四階段是智能育種，通過生物技術(shù)和人工智能技術(shù)的融合使良種選育精準(zhǔn)化和智能化。
馮獻(xiàn)忠說，我國現(xiàn)代育種技術(shù)起步較晚，作物育種大多停留在第二階段，但仍有一些科研機(jī)構(gòu)和科學(xué)家站在了第三甚至第四階段的賽道上。
據(jù)了解，吉林省農(nóng)科院研究單倍體育種已有20余年，在全國居領(lǐng)先地位。這項常規(guī)育種技術(shù)將育種周期從七八年縮短到三四年。黃威表示，未來他們會將這項技術(shù)與生物育種技術(shù)融合發(fā)展，“成果值得期待”。
中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所早在2008年就建立了大豆分子設(shè)計育種重點(diǎn)實(shí)驗室。2012年開始，大豆分子設(shè)計育種的研究，在全基因組認(rèn)識基礎(chǔ)上，對作物性狀進(jìn)行全面改良。此后，他們相繼參加中科院分子模塊設(shè)計育種、種子精準(zhǔn)設(shè)計與創(chuàng)造等戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項。
馮獻(xiàn)忠介紹，采用傳統(tǒng)育種辦法，他們在過去20年一共只選育成功十幾個品種，應(yīng)用分子育種技術(shù)后，2021年一年就育成8個品種。“不但育得快，還育得好。”
眼下，他們和之江實(shí)驗室合作成立大豆人工智能育種平臺，嘗試計算機(jī)育種。馮獻(xiàn)忠解釋說，大豆有6萬個基因，如果想把30個優(yōu)質(zhì)的大豆基因聚到一顆大豆里，傳統(tǒng)雜交育種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的幾率是十億分之一，相當(dāng)于種植10萬畝大豆才能找到一棵想要的豆苗，這很難實(shí)現(xiàn)，所以他們想探索人工智能育種的新賽道。
“在新賽道上，育種實(shí)驗不在土地上做，而是用計算機(jī)模擬作物不同基因組合下的生長過程，將性狀表現(xiàn)不好的組合篩除，大幅提高育種效率。”馮獻(xiàn)忠說，如果這一實(shí)驗成功將改變育種觀念和概念，作物產(chǎn)量和品質(zhì)也將極大提升。
“所有育種技術(shù)都基于生命科學(xué)技術(shù)，我們在技術(shù)方面與世界水平相當(dāng)，但能否應(yīng)用于育種產(chǎn)業(yè)化，還需要更多政策支持，讓實(shí)驗室成果盡快進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。”郝東云說。
資金、人員、技術(shù)比較分散，難以形成合力是制約我國種業(yè)振興的掣肘之一。有科研人員表示，國際上育成一個大品種需要投入1.4億美元，拜耳公司一年育種科研投入達(dá)200億元。此外，跨國公司已經(jīng)是數(shù)字化、流水線化的育種模式，孟山都幾萬人做一個品種，各有分工，而我國很多還是一個人、幾畝地式的小作坊育種。“沒有足夠的資金、人才，沒有足夠多的基因組，很難做到‘育種４.0’。”關(guān)義新說。
育種專家表示，目前我國玉米品種面臨同質(zhì)化競爭，亟待選育出廣適性好，適合大面積推廣的重大突破性優(yōu)質(zhì)品種。“我們要想追趕國際種業(yè)巨頭，打好種業(yè)翻身仗，就要加強(qiáng)先進(jìn)育種技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，選育出更多重大突破性品種。”黃威說。
關(guān)義新一直在思考現(xiàn)有條件下，如何形成跨國公司那樣的規(guī)模化育種模式。他認(rèn)為，還是要發(fā)揮我們國家集中力量辦大事的體制優(yōu)勢。
這些年，中科院牽頭成立了種子創(chuàng)新聯(lián)盟，在這個公共服務(wù)平臺上，科研分工有分有合，適合個體研究的由個體做，適合公共研究的由平臺做。據(jù)關(guān)義新介紹，2014年聯(lián)盟成立時有48家企業(yè)單位，目前已發(fā)展到188家。最近他們正探索建立從廣西、貴州到黑龍江、吉林的跨區(qū)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。關(guān)義新希望通過這種方式，在更大范圍探索形成種業(yè)創(chuàng)新的合力和規(guī)模。
“發(fā)揮體制優(yōu)勢合力攻關(guān)，終有一天，我們可以做出自己的大品種。”關(guān)義新說。
（來源：《瞭望》周刊）