陳春燕 李 曉 林正雨 何 鵬
(1 四川省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)信息與農(nóng)村經(jīng)濟研究所,成都 610066;2 四川農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究會,成都 610012)
種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”,種業(yè)是國家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性核心產(chǎn)業(yè),是促進國家農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,保障國家糧食安全和農(nóng)畜產(chǎn)品供給的重要基石[1-3]。農(nóng)作物及畜禽育種領(lǐng)域的科技創(chuàng)新對于提升種業(yè)競爭力以及保障糧食及畜禽產(chǎn)品有效供給具有重大戰(zhàn)略意義[4]。四川是農(nóng)業(yè)大省,同時也是種業(yè)大省,歷來高度重視農(nóng)作物及畜禽育種工作,從“六五”開始,就組織全省有關(guān)科研院所、高等院校、種子企業(yè)實施育種攻關(guān)專項,也是四川省持續(xù)時間最長的農(nóng)業(yè)科研項目[5]。在廣大育種科技人員的持續(xù)努力下,育成了一系列農(nóng)作物、畜禽新品種,創(chuàng)制了一大批新材料[6-7]。四川省農(nóng)作物及畜禽育種總體研究水平躍入全國先進行列,部分達到全國乃至國際領(lǐng)先水平,為保障四川糧食和畜禽產(chǎn)品安全、優(yōu)化農(nóng)畜產(chǎn)品品質(zhì)結(jié)構(gòu)、凸顯“川種優(yōu)勢”提供了強有力的科技支撐,作出了巨大貢獻[8-9]。
1.1 培育了一批突破性品種四川水稻在超高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)結(jié)合的三系雜交稻品種培育方面取得突破,育成比對照增產(chǎn)8%以上的超高產(chǎn)品種——品香優(yōu)秱珍,該品種在中江縣百畝示范區(qū)產(chǎn)量為817.2kg/667m2,達到農(nóng)業(yè)農(nóng)村部超級稻認定標準。雜交水稻新品種川康優(yōu)絲苗在中江縣百畝示范區(qū)進行了現(xiàn)場測產(chǎn)驗收,平均產(chǎn)量849.73kg/667m2,最高產(chǎn)量達到910.61kg/667m2,創(chuàng)四川省丘陵區(qū)水稻高產(chǎn)紀錄。育成的小麥品種生產(chǎn)試驗產(chǎn)量均超過400kg/667m2,標志著四川小麥育種整體進入400kg/667m2水平時代。初步育成了小粒、抗性好、株型緊湊、耐密、宜機械化生產(chǎn)的機糯粱1 號和金糯272。育成的川油81 和川油83 實現(xiàn)了高產(chǎn)、高油、高抗等優(yōu)良性狀聚合,工業(yè)用芥酸品種實現(xiàn)了高芥酸、高產(chǎn)、高油性狀的聚合;天府36 等花生品種實現(xiàn)了高油酸、高含油量、高產(chǎn)的聚合;南夏豆38、南夏豆40 增產(chǎn)20%以上,川豆15 實現(xiàn)了宜機收、菜糧油兼用性狀聚合。華南型無苦味黃瓜育種上走在了全國前列。在國內(nèi)率先實現(xiàn)松乳菇室內(nèi)栽培出菇,將出菇時間較傳統(tǒng)栽培模式的2 年多縮短到了5 個多月;率先育成黃色大球蓋菇新品種,打破了長久以來只有酒紅色大球蓋菇的格局。川鄉(xiāng)黑豬新品種于2021 年12 月獲國家畜禽新品種證書,這是我國首個具完全自主知識產(chǎn)權(quán)的突破性父本新品種,也是四川省第一個豬新品種,填補了我國無自主知識產(chǎn)權(quán)父本新品種的空白,改變了我國商品豬生產(chǎn)中外國種豬作為父本的壟斷局面。
1.2 創(chuàng)制出一批優(yōu)異新材料自主創(chuàng)制了四川省首個甜糯雙隱性自交系TB17-103,對培育四川高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)鮮食甜糯玉米奠定了材料基礎(chǔ)。創(chuàng)制出抗?jié)儾?倍體紅肉獼猴桃母本材料,優(yōu)異紅肉獼猴桃育種材料創(chuàng)制國際領(lǐng)先。篩選出1 株適宜本地區(qū)青貯的乳酸菌鼠李糖乳桿菌753(LR753)。首次鑒定伍隍豬種質(zhì)資源,將推動伍隍豬新品種的認定以及伍隍豬種質(zhì)資源的開發(fā)利用。在對白羽黑喙優(yōu)質(zhì)肉鴨母本育種素材BH1 持續(xù)選育的基礎(chǔ)上,引入地方白羽肉鴨血緣,創(chuàng)制與選育出了父本育種素材BH2,經(jīng)過至少2 個世代的選優(yōu)提純,目前2 個品系特色鮮明、優(yōu)勢突出。
1.3 廣泛應用了一批育種新技術(shù)多個農(nóng)作物及畜禽育種攻關(guān)項目組構(gòu)建了基因技術(shù)平臺,開展基因組研究,育種態(tài)勢從2.0 向3.0 版本邁進。構(gòu)建了小麥功能基因快速定位及基因組研究平臺,突破小麥等超大基因組物種重要目標基因發(fā)掘瓶頸。構(gòu)建了鴨茅等牧草的高密度遺傳圖譜,基于全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)高效鑒定調(diào)控牧草重要農(nóng)藝性狀關(guān)鍵基因。利用基因編輯技術(shù)創(chuàng)造出鎘低積累的香型水稻材料。完整構(gòu)建了豬47 種不同部位骨骼肌的精細轉(zhuǎn)錄調(diào)控圖譜,明確了其在能量代謝和收縮特性等方面的分子調(diào)控差異。
1.4 攻克了一批“卡脖子”技術(shù)以問題導向為突破口,破解了一批“卡脖子”技術(shù)。針對四川麥區(qū)小麥季累計降水不足200mm、嚴重制約了四川旱地小麥生產(chǎn),研制出旱地小麥秸稈覆蓋蓄水保墑水肥高效利用綠色生產(chǎn)技術(shù),促進了旱地小麥生長期水肥高效利用。建立了低世代水稻材料抗性篩選、新品種抗性鑒定評價、生產(chǎn)品種抗性喪失跟蹤監(jiān)測、稻瘟病病原菌致病性監(jiān)測等立體化服務(wù)監(jiān)測體系。國內(nèi)率先突破了大花序桉生根難的問題,部分無性系的規(guī)?;庇罡呱士蛇_100%,同時解決了秋冬季容器苗焦枯病的桉樹癌癥。建立了地方豬遺傳資源純度鑒定、種群分類、分子系譜構(gòu)建的技術(shù)體系,彌補了傳統(tǒng)系譜保種的不足。開展了肉用山羊重要經(jīng)濟性狀關(guān)鍵功能基因的發(fā)掘與應用,闡明了肉用山羊肌肉發(fā)育調(diào)控分子機制。
2.1 育種基礎(chǔ)科學研究較為薄弱目前我國育種技術(shù)包括常規(guī)育種和生物育種兩條路徑。在四川農(nóng)作物和畜禽育種中常規(guī)育種仍占據(jù)主導,其工作主要依賴于育種專家的經(jīng)驗和機遇,往往存在很大的盲目性和不可預測性?,F(xiàn)代種業(yè)已進入“常規(guī)育種+現(xiàn)代生物技術(shù)育種+信息化育種”的4.0 時代[10],以全基因組選擇、基因編輯、合成生物學及人工智能等技術(shù)融合發(fā)展為標志的新一輪科技革命早已開啟[11]。四川省在生物育種這個能顯著提高育種效率的技術(shù)運用上還處于起步階段,尤其是功能基因的挖掘和基因編輯技術(shù)的創(chuàng)新嚴重不足,育種行業(yè)面臨前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。
2.2 育種新材料創(chuàng)制和突破性品種嚴重缺乏雖然四川育種團隊創(chuàng)制的新材料、育成的新品種數(shù)量較多,但育種新材料創(chuàng)制和突破性品種嚴重缺乏。許多育種單位受制于資金的限制,缺乏創(chuàng)新動力,現(xiàn)有品種的選育上仍然是利用已有親本,采用廣泛配組或修飾育種對親本進行簡單改良,在育種基礎(chǔ)新材料培育方面沒有大的改觀,從而造成嚴重的品種同質(zhì)化,突破性新品種較少,尤其缺乏具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料、新品種。四川每年收集很多農(nóng)作物和畜禽種質(zhì)資源,但開展深度鑒定、評價和利用的種質(zhì)資源不足,收集的大部分種質(zhì)資源尚未得到有效利用,對野生和地方種質(zhì)資源的利用也較少。
2.3 新品種的良種良法配套仍然不足良種良法對實現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全生產(chǎn)十分重要。但當前適應現(xiàn)代作物生產(chǎn)的栽培技術(shù)和畜禽養(yǎng)殖技術(shù)還不多,資源高效利用、環(huán)境安全和優(yōu)質(zhì)高效栽培及養(yǎng)殖技術(shù)亟待創(chuàng)新。主要表現(xiàn)在共性栽培理論研究系統(tǒng)性和深度不夠,栽培技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展結(jié)合不夠,適應逆境脅迫的栽培模式與減損技術(shù)不夠,良種、良法、良機融合亟需加強。
3.1 強化基礎(chǔ)性、公益性研究加快構(gòu)建種業(yè)自主創(chuàng)新體系,繼續(xù)強化基礎(chǔ)性、公益性研究。重點加強育種理論方法和技術(shù)、分子生物技術(shù)、品種檢測技術(shù)、種子生產(chǎn)加工和監(jiān)測檢驗技術(shù)等基礎(chǔ)性和重大基因挖掘與功能解析、功能基因挖掘、基因編輯、基因組等技術(shù)等前沿原創(chuàng)性突破和應用技術(shù)性研究,以及常規(guī)作物育種、無性繁殖材料選育和轉(zhuǎn)基因生物新品種培育等研究,重點培育優(yōu)質(zhì)綠色超級稻、優(yōu)質(zhì)功能水稻、優(yōu)質(zhì)節(jié)水小麥、抗赤霉病小麥、耐旱宜機收玉米、抗蟲耐除草劑玉米、優(yōu)質(zhì)蛋白玉米、高產(chǎn)高蛋白大豆、耐除草劑大豆等重大戰(zhàn)略性新品種。
3.2 進一步聚焦育種目標以需求為導向,圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體、市場消費者、自然條件變化對品種的需求,發(fā)掘攜帶優(yōu)異基因資源的種質(zhì)材料,定向培育一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、高效利用養(yǎng)分的核心種質(zhì)資源,選育高產(chǎn)、高抗、高適應性、優(yōu)質(zhì)專用“三高一優(yōu)”農(nóng)作物新品種,同時選育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的突破性畜禽新品種。以問題為導向,著力解決農(nóng)作物和畜禽品種生產(chǎn)中的“卡脖子”痛點難題。針對解決農(nóng)作物“疑難雜癥”、提升關(guān)鍵性狀、適應機械化生產(chǎn)等迫切需要,科學適當提高品種審定標準,以高標準開展農(nóng)作物和畜禽品種選育。
3.3 加強協(xié)同攻關(guān)提升育種水平強化四川農(nóng)作物和畜禽育種攻關(guān)“首席負責、單位協(xié)同、聯(lián)合攻關(guān)”的模式。優(yōu)化育種材料在項目間的交換機制,充分發(fā)揮育種材料、智力、信息、資金等資源的綜合配置效率和規(guī)模效應[12],整合信息技術(shù)、遺傳育種、生物技術(shù)、農(nóng)機、植物保護、營養(yǎng)與加工、農(nóng)技推廣等多學科開展聯(lián)合攻關(guān),充分發(fā)揮多部門、多領(lǐng)域綜合協(xié)作優(yōu)勢,促進目標性狀突出的新品種培育。探索科技成果共享機制,形成更高水平的科技成果。
3.4 加強育種攻關(guān)項目年度績效管理對四川省農(nóng)作物及畜禽育種攻關(guān)項目主持單位和參加單位,實行“年度考核、目標管理、動態(tài)調(diào)整”的績效考核。以育種攻關(guān)目標任務(wù)為導向,分類制定科學公正的評估指標體系和績效考核辦法,開展年度考核。進一步完善和落實首席專家負責制、主持單位負責制,鼓勵主持單位制定具有倡導性的項目內(nèi)部過程管理的制度規(guī)范,積極調(diào)動項目參與人員和參加單位交流協(xié)作。充分發(fā)揮專家咨詢組的作用,在年度考核、中期評估等環(huán)節(jié)加強過程監(jiān)督,根據(jù)專題研究和管理情況,實施動態(tài)調(diào)整的運行管理機制,有進有出。