摘要:生物育种作为一项能够带动现代种业科技革命的重要技术,是农业高质量发展的重要方向,将对提高农业生产效益和保障国家粮食安全发挥越来越重要的作用。当前,黑龙江省在种业科技创新方面具备较强的基础和优势,但仍存在产业链协同能力弱、产学研用合作不紧密、生物育种产业化水平低等问题。因此,为了充分发挥生物育种优势,加速助力黑龙江省种业创新,分析了生物育种在黑龙江省种业创新中的优势与存在问题,并从优化种业创新体系、加强产学研用合作、强化科技成果转化等方面提出了相应对策建议。
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黑龙江省素有“北大仓”之称,是我国重要的商品粮基地,粮食总产量长期保持全国首位,同时也是国家重要的绿色食品生产基地,对于保障国家粮食安全和促进农民增收发挥了重要作用。2023年黑龙江省粮食生产实现二十连丰,粮食作物种植面积达到1474.31万hm2,占全国的12.4%;粮食总产量778.82亿kg,占全国的11.2%,连续14年位居全国第一[1]。黑龙江省农业生产条件得天独厚,自然条件优越,农业生产基础设施完备,农业生产装备水平较高,拥有优质的良种、先进的装备和完善的设施[2]。近年来,黑龙江省深入实施种业振兴行动计划,着力推进种源“卡脖子”技术攻关,提升种业创新能力和市场竞争力,加快构建现代种业体系,为保障国家粮食安全、促进农民增收和经济社会发展作出了积极贡献。
生物育种是农业科技创新的重要方向,也是现代农业发展的核心驱动力,对于保障国家粮食安全、提高农业生产效益和促进现代农业高质量发展具有重要意义[3]。生物育种技术能培育出高产、优质、高效、生态和安全的新品种,对提高粮食单产、改善品质,降低生产成本,提高生产效益的作用明显,是解决我国“吃饭问题”的关键技术。随着农业生物育种技术与基因编辑技术等新兴技术的快速发展,将为提升我国种业科技创新能力和产业链现代化水平带来新的机遇与挑战[4]。在此背景下,黑龙江省应从生物育种角度出发,通过优化种业创新生态系统,加快提升种业创新能力,加强生物育种核心技术攻关,夯实种业科技创新基础,发挥生物育种技术优势,为黑龙江省构建现代种业体系、推动现代农业高质量发展提供坚实的支撑。
1、生物育种在种业发展中的重要意义
生物育种是指在基因水平上,利用生物技术定向改造作物的遗传组成、创造新的生物性状,其本质是利用生物技术对基因进行编辑、选择、修饰,最终达到改善作物性状、提高作物产量和品质的目的[5]。生物育种作为种业发展的新方向,是国际上公认的重要发展趋势之一,也是我国“十四五”期间种业高质量发展的重要方向之一。
1.1 满足现代农业发展需求
生物育种技术通过精准地对目标性状进行定向改造和改良,能够在短期内显著提高农作物产量和品质,同时赋予其抗逆、抗旱、耐盐碱等多种优良特性,因此,该技术在世界范围内得到了广泛应用。近年来,生物育种已成为提高作物产量和改良作物品质的主要途径,例如:利用基因工程技术可以实现大豆的高产,使大豆单产提高40%以上;利用植物转基因技术可以实现玉米和水稻等农作物的高产;利用基因编辑技术可以使小麦、水稻、玉米等农作物具有抗病、抗虫、耐盐碱等优良性状。
1.2 夯实种业发展基础
作物种质资源是农业的“芯片”。黑龙江省拥有丰富的农作物种质资源,如玉米、水稻、大豆等主要粮食作物品种资源丰富,有“中国玉米之乡”“中国大豆之乡”的美誉。目前,黑龙江省已收集到水稻、玉米、大豆等重要农作物种质资源3万余份,但由于历史原因,黑龙江省种质资源保护利用水平相对较低,部分珍贵、濒危资源未得到有效保护。在农业现代化进程中,黑龙江省应加强种质资源保护力度,重点围绕大豆、玉米等作物开展遗传多样性分析及研究;加大对种质资源的保护与挖掘力度,加快推进优异基因发掘和优良新品种选育工作;加大生物育种研发力度,为重要农作物育种提供技术支撑。同时,加强对优良新品种的培育工作,通过新品种的培育满足不同地区的种植需求,为黑龙江省农业现代化提供更多优质、高产、抗病、抗逆的优异种质。
1.3 为“国字号”品种培育提供保障
随着我国现代种业体系建设不断完善,对于农作物品种的需求已经从单纯的“数量满足”转向追求更高的“品质优化”。生物育种技术的应用为实现“国字号”品种的培育提供了可能。一方面,生物育种技术具有高度的自主创新性、应用广泛性和国际竞争力,该技术的深入发展将对我国种业发展产生深远影响。另一方面,生物育种技术不仅能够加速优良品种培育,还能大幅提升育种效率、降低成本和减少环境污染,促进我国农业绿色可持续发展。因此,要积极利用生物育种技术加快构建现代种业体系,同时要不断完善良种繁育体系和良种推广体系,加快构建现代种业企业经营模式,培育具有国际竞争力的“国字号”品种。
2、黑龙江省种业创新现状
黑龙江省政府近2年开始不断加大在育繁种方面的科技和研发投入,引导和鼓励生物育种发展,重点开展生物育种重大科技专项。围绕全省现代农业发展战略需求和“四化同步”要求,在全省范围内开展生物育种重大科技专项。重点围绕基因编辑、分子标记辅助选择、全基因组选择、基因编辑转化、人工合成种子、转基因植物等领域,已初步形成了“基础研究+技术攻关+成果产业化+科技金融+人才支撑”的生物产业创新体系,建设了一系列关键技术平台,获得一批具有重要应用价值和自主知识产权的新品种。为黑龙江省培育突破性品种提供了新的技术路线和方法手段,为提高农作物品质和产量、推进绿色高效农业发展奠定了坚实基础。
2.1 黑龙江省种业创新的优势
2.1.1 农业科技创新平台建设
为强化种业领域原始创新能力,黑龙江省在国家及省级层面先后建设了国家级北方水稻重大科研平台——中国水稻研究所北方水稻研究中心、我国首个粳稻类国家级科技创新平台分中心——国家粳稻工程技术研究中心黑龙江分中心、国家大豆工程技术研究中心、国家大豆种质改良分中心、中国农业科学院黑河大豆研究中心等种业创新平台,基本形成了以国家和省级科研平台为依托的种业科技创新体系。
2.1.2 种质资源
2022年以来,黑龙江省级财政每年安排种业创新发展资金3亿元,支持实施种业振兴“五大行动”。黑龙江省依托作物种质资源库系统,已收集、鉴定、编目、保存玉米、水稻、大豆、小麦、高粱、谷子、牧草等10余个作物的10万多份种质资源,获得包括农艺性状、品质性状、抗病性、抗逆性等主要性状指标的种质资源信息10万条以上,并建立了国家寒带作物及大豆种质资源中期库(哈尔滨),全省保存大豆种质资源已经达到了3万份。通过资源共享和技术交流,为发展生物育种和种源安全提供基础保障。
2.1.3 品种选育
黑龙江省围绕“藏粮于技”战略,通过强化良种攻关、加快品种更新换代等措施,不断提高水稻、玉米等作物良种覆盖率和自主创新能力。扎实开展现代种业振兴行动,统筹推进种质资源保护、良种创新攻关和种子基地建设,建成全国最大的寒带作物种质资源库,主要农作物自主选育品种占89%,良种覆盖率达100%。农业农村部办公厅发布的《关于推介发布2023年农业主导品种主推技术的通知》中,黑龙江省选育的大豆品种黑河43、黑农84、绥农52,水稻品种龙粳31、绥粳27等均名列在册。
2.1.4 品种审定
近年来,黑龙江省加快推进以植物新品种权为核心的知识产权战略,促进知识产权成果向现实生产力转化,并于2019年5月6日正式颁布了《黑龙江省植物新品种保护条例》,通过该条例的颁布,极大提高了全省对于农作物新品种的保护和管理。截至目前,黑龙江省已审定玉米、水稻、大豆及小麦主要农作物品种3000余项。
2.1.5 生物育种
近年来,黑龙江省针对大豆、玉米等主要农作物开展了种质资源调查评价、高产高效遗传改良技术研究等工作,在此基础上,积极开展分子标记辅助育种技术的推广和使用。重要功能基因发掘与鉴定以及植物转基因技术研究取得了一系列重要进展和成果。此外,黑龙江省还通过加强与中国农业科学院油料作物研究所、中国农业大学等科研院所的交流与合作,积极探索和推进生物育种创新工作。
2.2 黑龙江省种业创新的不足
2.2.1 产业链协同能力弱
黑龙江省的种业创新主体较为单一,科技力量较为薄弱,缺乏龙头企业带动,企业创新能力不强。从企业层面来看,许多种业企业规模小、实力弱,研发投入不足,与科研单位合作少,难以进行品种创新和成果转化。截至目前,黑龙江省仅有北大荒垦丰种业股份有限公司、哈尔滨市益农种业有限公司、黑龙江省普田种业有限公司及齐齐哈尔市富尔农艺有限公司4个“育繁推一体化”种业企业,而与山东省(16个)、河南省(10个)、四川省(8个)这些农业大省相比,在大型种业企业数量上仍存在一定差距。从农业产业来看,农业产业链较短、环节较多,缺少具有自主知识产权的新品种。以上结果表明黑龙江省的种业创新缺少龙头企业带动,缺乏强有力的科研机构支撑,导致育种科研成果与市场需求脱节。
2.2.2 产学研用合作不紧密
产学研用是种业创新的关键,是企业、大学和科研机构等不同主体之间的合作与交流,以达到充分利用各方资源,优化创新过程,提高创新效率,加速种业技术成果向现实生产力转化的一种有效方式。目前,黑龙江省种业的产学研用合作模式多以高校或科研机构为主体,企业参与较少,政府及相关部门也没有对种业产学研用合作给予足够的重视和支持。此外,企业缺少对科研成果的资金投入,缺乏有效激励机制,导致科研成果转化困难。
2.2.3 生物育种产业化水平低
目前,黑龙江省生物育种产业化水平较低,主要表现在以下几个方面。首先,育种技术创新不足,虽然黑龙江省拥有丰富的种质资源,但当前的育种技术相对滞后,部分作物的育种技术仍停留在传统育种阶段,缺乏原始创新和科技引领能力。这导致新品种的培育周期较长,难以适应现代农业发展的快速需求。其次,企业研发实力薄弱,黑龙江省的种业公司数量众多,但多数公司规模较小,研发投入有限,导致自主创新能力不足;此外,在生物育种方面,由于缺乏行业领军企业和核心技术的引领,难以形成有效的研发合力。
3、黑龙江省种业创新发展思路
黑龙江省应充分发挥生物育种在保障国家粮食安全、推动农业现代化方面的重要作用,大力推进生物育种高质量发展,加快建设世界一流的生物育种中心,为保障国家粮食安全和现代农业发展作出新的更大贡献。
3.1 加快建设国家现代种业创新中心
以提升核心竞争力、实现种业科技自立自强为目标,以开展种质资源创制与改良、全基因组选择育种、生物育种技术攻关等关键核心技术攻关为重点,加快建设国家现代种业创新中心,打造原始创新源地、现代种业基地、产学研深度融合示范区[6]。以国家和省级现代种业创新中心为基础,建立“龙头企业+科研机构+高校”联合攻关机制,鼓励组建联合体共同开展种质资源和关键核心技术联合攻关。
3.2 加快推进育繁推一体化进程
围绕国家种业“育繁推一体化”部署,加强良种供应保障能力建设,强化品种研发与登记、试验示范等工作衔接,全面提升种源保障能力[7]。加强种质资源收集和保护利用、种质资源精准鉴定评价及创新利用等方面的关键技术攻关,加快推进国家种质资源库建设。培育一批具有自主知识产权的优良新品种,加快先进技术集成应用和产业化,加快生物育种重大科技成果转化应用。
3.3 加快培育行业领军企业
在今后的工作中,应加快培育和扶持育种行业的龙头企业,重点围绕如何提高企业育种的创新能力和强化企业知识产权的保护意识。同时,政府应鼓励企业加大在育种方面的科研投入,不仅要在政策上倾斜,还应该在资金方面予以帮助,从而不断提升黑龙江省育种企业的核心竞争力。支持有条件的龙头企业进一步深化与科研院校的合作,进行产学研交流,共建联合实验室、科技创新联盟、产业技术研究院等各类技术创新平台,着力突破制约种业发展的关键核心技术难题,不断把育种理论和科研成果转化为实际的生产力。
3.4 加快推进种业高水平人才队伍建设
发挥高等院校、科研院所在育种领域的智力优势和人才优势,加强种业相关学科建设。以国家“百千万人才工程”、“龙江学者”特聘专家等为重点,通过柔性引进、项目合作等方式加大育种人才引进力度。建立健全符合种业特点的人才评价制度和激励机制,加大对育种人员的科研成果转化收益奖励力度。积极推进种业领域“科教融合”“产教融合”模式创新和人才培养模式改革,深化产学研用合作模式创新。
3.5 加快构建种业发展良好生态
进一步提高农业执法部门的执法能力和执法力度,严厉打击制售假冒伪劣种子等违法行为。加强育种知识产权保护工作,对企业研发的优质品种给予政策和资金支持。积极开展知识产权培训和宣传活动,强化企业知识产权创造、运用、保护意识[8]。切实抓好各项政策措施落实落地工作,激发企业发展活力。
4、黑龙江省生物育种创新对策建议
4.1 优化种业创新体系
以科技创新为支撑,以企业为主体,强化生物育种技术和人才队伍建设。以科技创新为支撑,开展玉米、水稻、大豆等优势作物种质资源发掘和生物育种关键技术攻关,构建具有自主知识产权的分子育种技术体系,构建商业化育种体系和专业化服务平台,形成与种业创新发展相适应的育种能力。以企业为主体,在玉米、水稻、大豆等优势作物领域开展重大品种选育技术攻关,实现对育种新理论、新方法、新技术的突破。从根本上解决制约种子产业发展的“卡脖子”问题,加快推进种业领域科技创新和产业升级,形成育繁推一体化的现代种业创新体系。
4.2 提升育种创新能力
一是强化种质资源保护。加强种质资源的收集、整理、保存和鉴定评价,对收集到的重要种质资源进行鉴定评价和创新利用,支持建立一批以国家为主导,以企业为主体,以研究机构为依托的种质资源保护基地,为黑龙江省现代种业发展提供优质种质资源保障[9]。二是加强育种技术研发。加强种质资源、育种理论、育种技术及现代生物技术的应用研究,特别是在分子标记辅助选择、基因编辑、生物合成与调控等方面加大投入力度,不断培育出高产、抗逆、表现良好的自主研发的优质新品种。三是开展农业生物育种重大科技攻关。围绕粮食安全和产业安全,聚焦大豆、玉米、水稻等粮食作物和重要经济作物,加强生物育种技术创新,深入开展农业生物育种重大科技攻关。充分发挥黑龙江省在常规水稻、杂交玉米等领域的科研优势,积极开展农作物新品种选育与改良、种质资源创新与利用等研究,为提高黑龙江省农作物自主创新能力奠定坚实基础。
4.3 强化科技成果转化
一是建立种业科技创新投资体系。以政府引导、市场主导的方式,组建种业科技投资基金,探索出多渠道的投融资模式,不断吸引社会资金和金融机构资本投入到种业研发中,打造适合黑龙江省种业发展的全新投融资模式。二是加强种业科研机构的能力建设。从管理体制、人才队伍、经费保障等方面入手,形成一批高水平、高质量的科研机构,提高黑龙江省种业自主研发品牌的影响力,打造出具有龙江特色的种业品牌。三是构建政企产学研一体化平台。以企业为主体、市场为导向、产学研结合的育种创新体系建设,要大力推进科技创新平台建设,强化科研机构与种业企业之间的合作。
4.4 完善政策保障体系
一是完善育种技术推广服务体系。将生物育种相关项目纳入农业科技创新综合项目,鼓励开展育种技术试验示范和推广工作,充分利用黑龙江省农业科学院、东北农业大学等科研院所的优势资源,建立以项目为纽带的联合协作机制[10]。同时,强化良种良法配套推广体系建设,针对农业生产的现实需求和科研院所的研究优势,建设良种良法配套示范基地,加速先进适用技术的推广应用。二是加大种业创新的政策支持。一方面积极争取国家和黑龙江省对种业创新发展的政策支持;另一方面积极争取国家在重大科研项目、项目专项经费、种子科研基地建设等方面给予的支持。
4.5 推进种业对外开放
一是积极参与“一带一路”建设,通过合作研发、联合生产、技术交流、人员培训等多种形式,推动种子和农产品国际贸易,大力提升自主创新能力,提高黑龙江种子和农产品在国际市场的竞争力。二是推动国内种业企业走出去,在国外建立良种繁育基地和良种研发中心,引进国外先进的育种技术和经验,弥补黑龙江省在育种领域的不足;同时,鼓励国内企业联合省内种业企业,通过参股、控股等方式组建国内种业集团,不断提升我国种业在国际市场上的创新性和竞争力。
当前,黑龙江省种业发展正面临着多重挑战,主要包括产业链协同能力不足、产学研用合作不紧密以及生物育种产业化水平较低等问题。面对这些挑战,生物育种技术作为种业创新的重要突破口,其潜力不容忽视。生物育种技术,如分子标记辅助选择、转基因技术、全基因组选择育种和基因编辑育种等,能够显著提高黑龙江省农作物种质资源品质,降低农作物种子退化速度,进而提高黑龙江省农作物种子质量。同时,生物育种技术可将现有基因工程技术与传统育种技术相融合,从而为黑龙江省种业创新提供强大的科技支撑,加快推进黑龙江省现代种业发展。未来,以基因编辑技术为代表的生物育种技术将在提高农作物产量、品质、抗性和对环境的适应性等方面发挥关键作用,并与传统育种技术形成互补,成为现代种业创新发展的关键路径。黑龙江省应加快构建以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的种业创新体系,充分发挥科研院所、高等院校和种业企业等创新主体在育种资源、研发平台、成果转化和人才培养方面的优势,加强生物育种科技攻关,加快科技成果转化应用,努力实现育种领域从跟跑向并跑乃至领跑的转变。
参考文献:
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文章来源:阚帅帅,邢海军,王德强,等.生物育种助力黑龙江省种业创新路径探析[J].中国种业,2024,(08):27-31.
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期刊名称:农业经济
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