文/劉永新,邵長偉,王書,李夢龍,方輝
種業(yè)是國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè)。習(xí)近平總書記指出“要下決心把我國種業(yè)搞上去,抓緊培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種,從源頭上保障國家種業(yè)安全”。我國是世界第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國。2019年,我國水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量已經(jīng)超過5000萬噸,為增加城鄉(xiāng)居民優(yōu)質(zhì)動物蛋白供應(yīng)、保障我國食物安全和促進(jìn)全球水產(chǎn)品有效供給作出了重要貢獻(xiàn)。面向未來,聯(lián)合國《2030年可持續(xù)發(fā)展議程(2015)》指出,到2050年全球人口將達(dá)到90多億,滿足人類對優(yōu)質(zhì)蛋白源等重要營養(yǎng)物質(zhì)不斷增長的需求將是一項緊迫任務(wù),同時也是一項艱巨挑戰(zhàn),水產(chǎn)養(yǎng)殖的重要性日趨凸顯。
水產(chǎn)種業(yè)作為水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈的源頭,是引領(lǐng)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展、推進(jìn)漁業(yè)轉(zhuǎn)型升級、實(shí)現(xiàn)漁業(yè)現(xiàn)代化的硬核“芯片”。加快水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展,破解結(jié)構(gòu)性“卡脖子”技術(shù)難題,提升水產(chǎn)種業(yè)自主創(chuàng)新能力和核心競爭力是新時期打贏水產(chǎn)種業(yè)翻身仗的關(guān)鍵。本文從種質(zhì)資源收集與保藏、育種技術(shù)與理論突破、新品種創(chuàng)制及推廣示范等水產(chǎn)種業(yè)全鏈條方面系統(tǒng)分析了我國水產(chǎn)種業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,在此基礎(chǔ)上指出我國水產(chǎn)種業(yè)存在的問題與不足,研判“十四五”及未來水產(chǎn)種業(yè)的發(fā)展趨勢,并提出相應(yīng)的建議和應(yīng)對策略。
我國在水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展方面雖然起步較晚,但近年來由于國家的持續(xù)投入,尤其是“十二五”以來,我國水產(chǎn)種業(yè)科技取得了明顯成效。初步建成了國家水產(chǎn)種質(zhì)資源收集保藏體系,短短10年間實(shí)現(xiàn)了水產(chǎn)生物基因組由“跟跑”,到“并跑”再到“領(lǐng)跑”的跨越式發(fā)展,培育出水產(chǎn)新品種數(shù)量達(dá)到229個,水產(chǎn)的核心種源自給率達(dá)到85%,實(shí)現(xiàn)了“中國魚主要用中國種”。
水產(chǎn)種質(zhì)資源收集保藏體系日趨完善。水產(chǎn)種質(zhì)資源是我國漁業(yè)生產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和人類不可或缺的食物蛋白源。我國水域面積遼闊,生境組成眾多,縱跨溫帶、熱帶和亞熱帶,孕育了豐富的水生生物資源。據(jù)不完全統(tǒng)計,我國有魚類4000多種、蝦蟹類1700多種、頭足類90多種、貝類約3700種,二級以上珍貴稀有的水生野生動物48種。為全面保護(hù)水產(chǎn)種質(zhì)資源,我國建立了535個國家級水產(chǎn)種質(zhì)資源保護(hù)區(qū),覆蓋全國29個省市,為400多種水生生物的產(chǎn)卵場、索餌場、越冬場和洄游通道等關(guān)鍵棲息場所提供了原地保護(hù)。此外,依托國家水產(chǎn)種質(zhì)資源平臺,初步形成了包括活體、標(biāo)本、細(xì)胞和基因保存在內(nèi)的層次多樣的水產(chǎn)種質(zhì)保存技術(shù)體系,水產(chǎn)種質(zhì)資源保存量達(dá)10萬份以上。
2019年,以國家水產(chǎn)種質(zhì)資源平臺為基礎(chǔ)組建了國家海洋水產(chǎn)種質(zhì)資源庫和國家淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源庫,納入科技部國家生物種質(zhì)與實(shí)驗材料資源庫管理,初步形成了以保護(hù)區(qū)和種質(zhì)庫為主體的水產(chǎn)種質(zhì)資源收集保藏體系。2021年,為落實(shí)中央一號文件關(guān)于打好種業(yè)翻身仗部署,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)《關(guān)于開展全國農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源普查的通知》,首次啟動全國水產(chǎn)養(yǎng)殖種質(zhì)資源普查,實(shí)現(xiàn)對全國所有養(yǎng)殖場(戶)主要養(yǎng)殖種類的全覆蓋。通過此次普查,摸清資源家底,有效收集和保護(hù)珍稀瀕危資源,實(shí)現(xiàn)應(yīng)收盡收、應(yīng)保盡保。收集的種質(zhì)資源應(yīng)納入種質(zhì)庫統(tǒng)一管理,水產(chǎn)種質(zhì)資源收集與保藏進(jìn)入發(fā)展快車道。
水產(chǎn)遺傳育種理論與技術(shù)成果不斷豐富。我國是世界上最早開展水產(chǎn)遺傳育種的國家之一。目前,我國水產(chǎn)遺傳育種的科技綜合實(shí)力已躋身國際前列,極大支撐了我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。特別是近10年來,隨著新一代測序技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,我國相繼破譯了太平洋牡蠣、半滑舌鰨、鯉、牙鲆、草魚、團(tuán)頭魴、大黃魚、石斑魚、牙鲆、蝦夷扇貝、櫛孔扇貝、珠母貝、海帶等至少50余種水產(chǎn)生物的全基因組序列。研究成果先后在Nature、NatureGenetics等頂級國際期刊發(fā)表,引領(lǐng)國際水產(chǎn)養(yǎng)殖生物的基因組研究,實(shí)現(xiàn)從“跟跑”、“并跑”到“領(lǐng)跑”的跨越式發(fā)展。水產(chǎn)生物基因組時代的到來,為水產(chǎn)生物育種理論和技術(shù)革新提供了強(qiáng)大動力。
在性別控制、雜交等育種理論方面,黃海水產(chǎn)研究所揭示了半滑舌鰨ZW性染色體起源和進(jìn)化機(jī)制,發(fā)現(xiàn)性逆轉(zhuǎn)可遺傳的表觀調(diào)控機(jī)理,為半滑舌鰨高雌苗種培育技術(shù)的建立提供了理論依據(jù)。湖南師范大學(xué)發(fā)現(xiàn)二倍體雜交品系加性效應(yīng)伴隨著世代更替逐步降低,而顯現(xiàn)效應(yīng)和超顯現(xiàn)效應(yīng)伴隨著世代變化逐步增加的變化規(guī)律,揭示了利用雜交推動新物種形成的遺傳基礎(chǔ)。
在水產(chǎn)育種技術(shù)方面,我國的水產(chǎn)育種正在從選擇育種、雜交育種、倍性操控等傳統(tǒng)的育種技術(shù),向現(xiàn)代分子育種技術(shù)迅速發(fā)展。尤其是全基因組育種技術(shù)和基因組編輯育種技術(shù)不斷完善,突破了水產(chǎn)生物全基因選擇育種實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)瓶頸,建成國際上第一個水產(chǎn)生物的全基因組選擇育種平臺,并率先應(yīng)用全基因組選擇育成“蓬萊紅2號”櫛孔扇貝新品種,使水產(chǎn)動物全基因組選擇育種走在國際前列。
水產(chǎn)新種質(zhì)創(chuàng)制與良種體系建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)。水產(chǎn)新品種是我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的硬核“芯片”。截至目前,全國原良種審定委員會審定水產(chǎn)新品種數(shù)量達(dá)到229個,主要包括:選育種120個、雜交種59個、引進(jìn)種30個、其他類6個。育成品種覆蓋的水產(chǎn)養(yǎng)殖對象包括:魚類88個、貝類37個、蝦類22個、藻類22個、蟹類7個、棘皮動物類6個、鱉類3個。上述新品種的創(chuàng)制及更新?lián)Q代極大推動了我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。
新品種商業(yè)化是我國水產(chǎn)良種體系建設(shè)的重點(diǎn)和目的。近年來,我國在水產(chǎn)良種繁育體系建設(shè)方面取得初步成效,已建成由31個遺傳育種中心、84家國家級水產(chǎn)原良種場、820家地方級水產(chǎn)原良種場和35家遺傳資源保存分中心組成的水產(chǎn)良種體系,基本覆蓋了我國主要水域的大多數(shù)水產(chǎn)經(jīng)濟(jì)種質(zhì)資源,為擴(kuò)大水產(chǎn)新品種優(yōu)良苗種繁育規(guī)模、拓展養(yǎng)殖范圍、提高良種覆蓋率提供了強(qiáng)有力保障。此外,以東方海洋、青島國信、湛江國聯(lián)、溫氏集團(tuán)等為代表的水產(chǎn)種業(yè)企業(yè)在新品種商業(yè)化過程中,逐漸發(fā)揮出創(chuàng)新主體和運(yùn)營主體的作用??傮w而言,我國水產(chǎn)品種的核心種源自給率達(dá)到85%以上,水產(chǎn)遺傳育種中心和原良種場覆蓋率達(dá)到40%以上,一些關(guān)鍵種的良種覆蓋率也顯著提高,諸如鯉良種覆蓋率達(dá)到95%以上、刺參良種覆蓋率25%以上、紫菜良種覆蓋率達(dá)到40%以上,基本實(shí)現(xiàn)了“中國魚主要用中國種”,奠定了我國水產(chǎn)種業(yè)大國的地位。
水產(chǎn)種業(yè)是推動水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展最活躍、最重要的引領(lǐng)性要素,是漁業(yè)領(lǐng)域科技創(chuàng)新的前沿和主戰(zhàn)場。漁業(yè)發(fā)展歷程表明,每一次產(chǎn)業(yè)大發(fā)展都和種苗產(chǎn)業(yè)的重大突破密切相關(guān)。國內(nèi)外的經(jīng)驗表明,優(yōu)良品種是推動水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量大幅提升的主要因素之一。雖然我國水產(chǎn)種業(yè)取得舉世矚目的成就,但是要實(shí)現(xiàn)我國漁業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展,水產(chǎn)種業(yè)依然面臨諸多挑戰(zhàn)。
種業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新能力亟待加強(qiáng)。歷經(jīng)幾十年的發(fā)展,我國水產(chǎn)育種形成了從種質(zhì)資源、育種技術(shù)與理論,到新品種創(chuàng)制與推廣的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展格局,水產(chǎn)良種科技創(chuàng)新體制基本形成。但是產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的創(chuàng)新能力方面與發(fā)達(dá)國家尚存在差距。主要表現(xiàn)在優(yōu)異種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)挖掘不夠,不能滿足從優(yōu)質(zhì)種質(zhì)到新品種“最后一公里”的需求;選擇、雜交等育種基礎(chǔ)理論薄弱,生殖干細(xì)胞移植、基因組編輯、基因組選擇等現(xiàn)代育種技術(shù)處于跟跑階段,尚沒有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù);突破性新品種缺乏,良種科技研發(fā)與商業(yè)化種業(yè)發(fā)展機(jī)制尚未健全等。
水產(chǎn)新品種“良種不良”現(xiàn)象普遍。目前我國已審批229個水產(chǎn)新品種,但相對我國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,新品種的數(shù)量和質(zhì)量有待進(jìn)一步提升。主要表現(xiàn)在新品種的物種覆蓋度相對較低,主要集中在少數(shù)魚類,大多數(shù)種類尚沒有新品種;新品種的性狀較為單一,主要以生長性狀為主,具復(fù)合性狀的新品種少之又少;新品種的良種覆蓋率相對較低,對產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)率平均僅為25%左右,不能有效發(fā)揮新品種的“芯片”功能。
商業(yè)化水產(chǎn)育種體系尚不健全。我國水產(chǎn)種業(yè)主要以國家科技計劃投資為主,水產(chǎn)遺傳育種的主體多是高等院校、科研院所等。而發(fā)達(dá)國家主要以龍頭企業(yè)為主,開展種業(yè)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,形成產(chǎn)學(xué)研用的商業(yè)化育種體系。我國目前注冊的水產(chǎn)苗種企業(yè)有11000多家,卻很難找出幾家上規(guī)模的種苗企業(yè),種業(yè)企業(yè)規(guī)模不大且?guī)缀鯖]有科技研發(fā)投入,水產(chǎn)現(xiàn)在還是在拼成本的時代,還沒有進(jìn)入到品牌時代,知識產(chǎn)權(quán)意識淡薄,導(dǎo)致水產(chǎn)種業(yè)缺乏有序的發(fā)展環(huán)境。
隨著世界種業(yè)科技的快速發(fā)展,水產(chǎn)種業(yè)勢必走向以“生物技術(shù)+信息化+智能化”為特點(diǎn)的育種4.0時代,這是以基因編輯、生物育種、合成生物、人工智能等技術(shù)融合發(fā)展為標(biāo)志的新一輪科技革命。作為水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展的前提和基礎(chǔ),水產(chǎn)種質(zhì)資源的保護(hù)和利用勢必成為全球角力的焦點(diǎn)。以此為基礎(chǔ),種質(zhì)資源表型性狀的高通量測定,關(guān)鍵基因的精細(xì)功能研究,基因編輯、全基因組選擇、配子胚胎高效操作等為代表的現(xiàn)代生物育種技術(shù)將全面應(yīng)用到水產(chǎn)種業(yè)中,育種效率呈幾何級增長,逐步實(shí)現(xiàn)由隨機(jī)向定向、可設(shè)計轉(zhuǎn)變。同時,規(guī)?;?、集團(tuán)化和專業(yè)化的大型育種公司將成為水產(chǎn)種業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)力量,從而全面推進(jìn)“育、繁、推”全產(chǎn)業(yè)鏈科技創(chuàng)新發(fā)展,形成完整的水產(chǎn)種業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條,推動水產(chǎn)種業(yè)逐漸與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)形成相對獨(dú)立的發(fā)展新態(tài)勢。
針對現(xiàn)階段水產(chǎn)種業(yè)存在的問題以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求,為構(gòu)建水產(chǎn)育種科技創(chuàng)新體系和水產(chǎn)種業(yè)產(chǎn)業(yè)化體系,應(yīng)著重在種業(yè)科技創(chuàng)新、種業(yè)體系建設(shè)、種業(yè)機(jī)制體制等方面給予支持。
加強(qiáng)種業(yè)科技創(chuàng)新,為漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供源動力。種業(yè)科技創(chuàng)新是水產(chǎn)種業(yè)健康發(fā)展的核心驅(qū)動力。在種質(zhì)資源原始創(chuàng)新方面,貫徹落實(shí)《國務(wù)院辦公廳關(guān)于加強(qiáng)農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護(hù)與利用的意見》,加快國家級淡水漁業(yè)生物種質(zhì)資源庫的立項和建設(shè),實(shí)現(xiàn)我國水產(chǎn)種質(zhì)資源長期戰(zhàn)略保存的核心功能及原始創(chuàng)新能力建設(shè),力爭打造世界領(lǐng)先的水產(chǎn)種質(zhì)資源庫。在育種基礎(chǔ)研究和技術(shù)創(chuàng)新方面,以解析水產(chǎn)重要經(jīng)濟(jì)性狀遺傳基礎(chǔ)為主線,以種業(yè)“卡脖子”技術(shù)原始創(chuàng)新為導(dǎo)向,構(gòu)筑水產(chǎn)生物育種理論創(chuàng)新體系,形成創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈高效銜接的育種技術(shù)創(chuàng)新體系。在新品種創(chuàng)制方面,要加快培育資源高效、環(huán)境友好、優(yōu)質(zhì)多元的水產(chǎn)新品種,保持我國特色養(yǎng)殖品種的競爭優(yōu)勢,縮小南美白對蝦、大西洋鮭魚等品種和國際先進(jìn)水平的差距,確保水產(chǎn)種源安全、產(chǎn)業(yè)安全和動物源食品供給安全。
健全種業(yè)體系建設(shè),助力大型育種公司成為創(chuàng)新主體。種業(yè)體系建設(shè)是水產(chǎn)種業(yè)健康發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。進(jìn)一步健全和優(yōu)化以水產(chǎn)遺傳育種中心和原良種場等為主體的種業(yè)體系建設(shè),擴(kuò)大優(yōu)良苗種繁育規(guī)模,拓展主導(dǎo)品種養(yǎng)殖范圍,提高水產(chǎn)良種的覆蓋率。在此基礎(chǔ)上,加快建立符合我國實(shí)際、具有國際先進(jìn)水平的“國家現(xiàn)代水產(chǎn)種業(yè)科技前沿技術(shù)創(chuàng)新中心”“國家水產(chǎn)種業(yè)南繁硅谷”等種業(yè)技術(shù)創(chuàng)新及服務(wù)平臺,完善水產(chǎn)種業(yè)體系建設(shè)。深化科企合作,推動水產(chǎn)種業(yè)企業(yè)和科研單位建立有效的利益聯(lián)結(jié)機(jī)制,加快育種資源、人才、技術(shù)從科研單位向企業(yè)聚集,推進(jìn)科技資源整合和產(chǎn)學(xué)研深度合作,重點(diǎn)支持水產(chǎn)種業(yè)龍頭企業(yè)建立健全商業(yè)化育種體系。
改革種業(yè)機(jī)制體制,促進(jìn)漁業(yè)高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型升級。種業(yè)機(jī)制體制改革是水產(chǎn)種業(yè)健康發(fā)展的重要保障。結(jié)合國家科技計劃管理改革進(jìn)程和“十四五”重點(diǎn)專項的組織實(shí)施,逐步建立水產(chǎn)種業(yè)科技創(chuàng)新的穩(wěn)定投融資機(jī)制,重點(diǎn)建立以“政府資金引導(dǎo),公司投入為主,社會力量積極參與”的多元化水產(chǎn)種業(yè)投入機(jī)制,實(shí)現(xiàn)各類產(chǎn)業(yè)要素的優(yōu)勢互補(bǔ)與強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。建立良種推廣補(bǔ)貼制度,逐步擴(kuò)大補(bǔ)貼品種和補(bǔ)貼范圍,將種業(yè)市場規(guī)模優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)競爭優(yōu)勢,重點(diǎn)支持從事商業(yè)化育種、應(yīng)用型研發(fā)的水產(chǎn)種業(yè)龍頭企業(yè)。健全完善以新品種權(quán)為主的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系,加強(qiáng)新品種保護(hù)和信息服務(wù),為產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和行業(yè)規(guī)范管理提供有效支撐。