張雪冰?吳建軍

摘 要：生物育種是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)史上應(yīng)用推廣最迅速的技術(shù)，并已在全球范圍內(nèi)產(chǎn)生了巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。然而目前我國主要農(nóng)作物的品種選育仍停留在以表型選擇為主的傳統(tǒng)育種模式。這種經(jīng)驗(yàn)育種不僅周期長而且品種改良進(jìn)度緩慢，難以滿足我國強(qiáng)勁的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。而生物育種技術(shù)突破了傳統(tǒng)育種技術(shù)的種種局限，使農(nóng)作物育種變得更精確、更高效、更可控且可預(yù)見，可促進(jìn)實(shí)現(xiàn)中國主要作物由“經(jīng)驗(yàn)育種”向“精確育種”的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變，有利于加速培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、廣適的作物新品種。著重介紹了轉(zhuǎn)基因、分子標(biāo)記輔助選擇、分子設(shè)計(jì)和智能不育這四種生物技術(shù)在水稻和玉米兩大作物育種中的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，可為我國農(nóng)業(yè)和科技管理部門、生物技術(shù)工作者、育種家和種業(yè)企業(yè)提供參考。

關(guān)鍵詞：生物育種；轉(zhuǎn)基因育種；分子標(biāo)記輔助選擇育種；分子設(shè)計(jì)育種；智能不育雜交制種技術(shù)

“民以食為天”，且當(dāng)今世界糧食已由簡單的食品物資上升為國家戰(zhàn)略物資，糧食安全始終關(guān)系我國國計(jì)民生。我國以世界 7% 的耕地養(yǎng)活了25% 的人口，人多地少和不可逆轉(zhuǎn)的糧食剛性需求、水資源匱乏、生物能源競爭等負(fù)向因素使我國農(nóng)產(chǎn)品供給面臨巨大的挑戰(zhàn)。“農(nóng)以種為先”，種子是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的首要環(huán)節(jié)和重要載體，是國內(nèi)外農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)競爭的源頭和焦點(diǎn)。

據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，今后全球糧食總產(chǎn)量增長 80% 貢獻(xiàn)率需依賴提高單產(chǎn)，而單產(chǎn)提高 60% ～ 80% 貢獻(xiàn)率需依賴良種，因此，加快育種進(jìn)程勢在必行。自古以來，人們采用傳統(tǒng)育種方法（ 如輪回選擇、雜交選育、聚合育種、回交轉(zhuǎn)育以及 20 世紀(jì) 70 年代以來推廣的雜種優(yōu)勢利用等） 改良作物性狀，獲得了巨大的成就，然而由于受到育種材料遺傳背景狹窄、生殖屏障無法跨越、選擇效率低下等多種因素約束，近年來我國水稻、玉米、小麥等重要作物的品種選育工作已進(jìn)入了平臺(tái)階段。20世紀(jì)中葉以來，分子生物學(xué)的發(fā)展催生的生物育種技術(shù)突破了傳統(tǒng)育種技術(shù)的種種局限，使農(nóng)作物育種更精確、更高效、更可控且可預(yù)見。

本文著重介紹近年來幾種主要生物育種技術(shù)，包括轉(zhuǎn)基因育種 （ transgenic approach-based breeding） 、分子標(biāo)記輔助選擇育種 （ molecular marker-assisted selection breeding，MAS） 、分子設(shè)計(jì)育種 （ breeding by molecular design） 以及智能不育雜交制種技術(shù)（ the third generation hybrid technology） 在水稻和玉米中的發(fā)展與應(yīng)用。

從全球范圍來看，生物技術(shù)育種目前已進(jìn)入以搶占技術(shù)制高點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)為目標(biāo)的戰(zhàn)略機(jī)遇期，圍繞人才、基因、技術(shù)和市場的國際競爭日趨白熱化。雖然近年來我國在分子生物學(xué)和基因組學(xué)方面的研究成就斐然，但我國生物育種產(chǎn)業(yè)的整體實(shí)力與跨國公司相比尚有很大差距。目前大多數(shù)植物轉(zhuǎn)基因關(guān)鍵技術(shù)和方法的知識(shí)產(chǎn)權(quán)都由美國和歐洲國家掌握，而且國外種業(yè)巨頭如美國杜邦先鋒、孟山都、圣尼斯公司及瑞士先正達(dá)種子公司已紛紛落戶中國并成立研發(fā)中心，對我國的人才市場、生物資源、知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)業(yè)市場展開了激烈爭奪。

在如此嚴(yán)峻的國際形勢下，我國必須加快生物育種技術(shù)自主創(chuàng)新與應(yīng)用，建立全面的生物育種技術(shù) （ 包括轉(zhuǎn)基因、分子標(biāo)記輔助選擇、分子設(shè)計(jì)、智能不育雜交制種、雙單倍體育種及重要農(nóng)藝性狀關(guān)鍵調(diào)控基因定點(diǎn)改造等技術(shù)） 與常規(guī)育種技術(shù)、高效栽培技術(shù)相結(jié)合的現(xiàn)代生物育種體系，這將是全面提升我國種業(yè)科技核心競爭力的關(guān)鍵舉措之一，也是保障我國糧食安全的必由之路。我國政府明確支持生物技術(shù)育種，將其列為我國七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。2009 年開始實(shí)施了“轉(zhuǎn)基因生物新品種培育”科技重大專項(xiàng)； 科技部和北京市于 2010 年啟動(dòng)了共建國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技城的方案，旨在通過高端研發(fā)與現(xiàn)代服務(wù)引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)走“高端、高效、高輻射”之路。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院于 2013 年啟動(dòng)了科技創(chuàng)新工程，這是繼中科院知識(shí)創(chuàng)新工程和社科院理論創(chuàng)新工程之后的第三個(gè)國家級科技創(chuàng)新工程，旨在通過科技創(chuàng)新優(yōu)化學(xué)科布局、完善資源配置、提高自主創(chuàng)新能力、著力集聚優(yōu)秀人才、拓展國際合作空間并增強(qiáng)國際影響力。

通過這些舉措并積極推動(dòng)生物育種成果的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，必將極大地促進(jìn)我國生物育種水平的快速提升，為我國和世界糧食安全做出重要貢獻(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)：

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作者簡介：張雪冰，女，本科，寧陽縣農(nóng)業(yè)局，助理農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)學(xué)。

吳建軍，男，本科，寧陽縣農(nóng)業(yè)局，農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)學(xué)。