育种3.0时代中小种企适应策略

      种子被誉为农业的“芯片”，是农业现代化的关键。近年来，随着全球范围内生物育种技术不断取得重大突破，正迎来以全基因组选择、基因编辑、合成生物学及人工智能等技术融合发展为标志的新一轮科技革命。世界种业巨头凭借着雄厚的资本、先进的技术基础等优势，已加速朝智能育种（4.0时代）阶段迈进；而我国大部分作物育种仍然处于传统育种（2.0时代）阶段，仅少部分作物处在传统育种（2.0时代）向分子育种（3.0时代）的转变阶段，仍然以表型选择为主。必须抢抓新一轮种业科技革命、产业革命迭代的机遇，实现种业科技自立自强。科技创新的主体是企业，种业振兴的主体必定也是企业。如何适应种业技术快速进步，是中小种企步入育种3.0时代不可回避的问题。

 

      1 作物育种的发展进程

      回顾发展历史，作物育种技术的变迁大致经历了3个阶段：原始驯化、传统育种和分子育种阶段，目前正阔步迈进智能育种时代。在此进程中，育种的预见性、准确性、效率越来越高（表1），实现“艺术→科学→智能”的革命性转变。分子育种包括分子标记、转基因、基因编辑3种类型。以QTL作图和RFLP、SSR、SNP等分子标记为基础，经历了标记开发、遗传图谱、功能和比较基因组连锁分析及基因组测序等不同发展时期。基本原理是利用与目标基因紧密连锁或表现共分离的分子标记进行单基因选择、多基因聚合以及全基因组选择，从而减少连锁累赘，获得目标个体。转基因技术打破了物种界限，将具有目标性状的外源基因直接转入到受体生物中，并使之产生可预期的、定向的遗传改变。在北美地区，90%以上的玉米、大豆、棉花、甜菜和油菜是转基因品种；我国已有26个转基因玉米项目、6个转基因大豆项目获得转基因生物安全证书，即将进入商业化推广。基因编辑是对自身的基因进行精准修饰，不仅可以去除或减弱不利的性状基因，还可以增强众多有益基因。利用基因编辑技术，我国已培育出高产、优质、抗除草剂、抗病虫的水稻、小麦、玉米、油菜等基因编辑作物；未来还将培育出产量更高、更有营养，更耐受极端天气，更高肥效、药效的作物。
 

 

      2 我国主要农作物品种选育推广现状

      ☞2.1自主选育品种面积占比超过95%

      

      目前，我国农作物特别是粮食自主选育品种面积占比超过95%，良种覆盖率保持在96%以上。水稻、小麦完全用自主选育品种，杂交水稻产量潜力更是突破15000kg/hm²并保持国际领先，小麦产量达5810.6kg/hm²，较全球平均水平高出2320.6kg/hm²。大豆种源自给率100%，玉米种源自给率在90%以上，但单产只有发达国家的60%左右。1995-2020年中国与美国玉米产量差每hm²由2205kg增至4470kg；与美国、巴西大豆产量差分别由705kg、540kg扩至1395kg、1275kg。

      

      ☞2.2品种审定呈几何倍数井喷而出

      

      由于以下3方面原因，审定品种像裂变一样呈几何倍数井喷而出。（1）育种主体增加。据2020年统计数据，全国注册资本500万元以上有一定育种能力的企业有3700多家，加上科研单位和个体育种者，有育种能力的机构超过4000个，是《种子法》实施前的10倍多。（2）试验渠道拓宽。目前品种试验主要有3种类型：统一试验、绿色通道试验和联合体试验。国家审定始于20世纪80年代，开始以省级审定和国家试验结果为依据，到90年代中后期国家试验结果才独立作为审定依据，直到21世纪初国家试验体系才逐步完善，试验管理逐步规范。绿色通道试验于2014年开通，联合体试验于2016年开通。除品种审定外，还有引种备案制。（3）审定方式改革。以产量为主改为按品种类型细化指标，从增产≥5%减至≥3.0%或≥1.0%。

      

      据农业农村部公告第557号、第625号，2022年五大主要农作物国家审定1560个品种，是2013年的14.72倍。其中玉米827个、水稻438个、小麦176个、大豆70个、棉花49个，分别是2013年的45.94、10.19、7.04、4.67、9.80倍。统一试验仍是棉花、大豆品种报审的主渠道，联合体试验报审的玉米、水稻、小麦品种占55%以上，统一试验报审的玉米、水稻品种仅占9.55%、11.64%（表2）。
 

 

 

      ☞2.3品种集中度降低

      

      品种审定井喷现象，导致一批高仿、初仿品种进入市场，品种市场供过于求，育种主体出现品种转让难、推广难，20万~30万就能买断一个品种的经营权。品种更新换代速度加快，推广寿命急剧缩短，55%的品种只有1~3年的生命周期，能推广3~5年的品种已属稀奇。市场品种增多，营销手段雷同，销售价格走低，市场份额压缩，利润空间变薄。据全国农业技术推广服务中心对7种主要农作物分品种推广面积的统计，2019年推广面积在6667hm²（10万亩）以上的品种有2357个，其中推广面积在66.7万hm²（1000万亩）以上的品种有10个。2016-2020年全国共审定玉米品种7337个，2019年推广面积在6667hm²以上的玉米品种有915个，前五大品种推广面积占全国种植面积的累计仅19.3%，为2000年以来最低水平，推广面积最大的郑单958仅占6.68%。根据安徽省农业技术推广总站统计，2014-2020年全省小麦种植面积由243.45万hm²增至282.60万hm²，面积前15位品种占有份额由72.85%降至39.81%，年降低5.99个百分点（r=0.9478**）；单个品种面积平均由118236hm²降至75008hm²，年减少7486.9hm²（r=0.9131*）。

      

      虽然市场供大于求，但大品种、甚至是区域性好品种依然“一票难求”。2004-2020年全国种植超过33.33万hm²（500万亩）的小麦重大品种每年9~16个，17年共43个。《安徽省农作物和畜禽良种联合攻关实施方案》（皖农种函〔2021〕811号）提出：通过5年时间，育成年推广面积达到6.67万hm²以上的水稻新品种1~2个；培育小麦突破性新品种3~5个，每个品种年推广面积3.33万~6.67万hm²；玉米突破性品种1~2个，年推广面积≥6.67万hm²。可见，年推广面积突破6.67万hm²即为区域性大品种。

 

 

      3 育种3.0时代中小种企应对策略

      ☞3.1借智院所高校

      

      随着基因工程技术的高速发展，分子育种正在成为种业的核心技术，传统育种向精准育种提升转变，为培育抗病虫、抗逆、优质、高产、高效的新品种注入了现代科技力量。逐步建立以院所高校为主体的育种基础理论、种质资源创新、高新技术和共性技术研究体系及以企业为主体的商业化育种体系，产学研协同推进分子育种商业化。

      

      育种的突破在于种质资源的创新和有效利用，遗传基础狭窄是育种难以取得实质性突破的全球性问题。种质资源多样性、优质性以及性状鉴定信息的丰富性，直接决定着以此为基础改良创制新品种的效率和品质。我国80%的种质资源集中于科研院所、高等院校。院所高校要精准鉴定种质资源，深度发掘抗病虫、抗旱、耐寒、耐高温、营养价值高等有重大应用价值的主效、等位基因，并借助分子标记辅助选择，智能、高效、定向创制新种质，与种业企业共享。

      

      种业企业是商业化育种、市场开拓的主体。中国种业企业大多以销售型公司为主，具备科研、扩繁制种、推广与技术服务能力的企业较少。2020年全国6393家种子企业中，具有自主研发能力的企业不超过100家，有效经营范围覆盖全国的育繁推一体化企业仅有97家。大多数种业企业为小作坊式育种，规模小、技术力量薄弱，研发投入少，品质分析手段缺乏，仍然依靠表型选择，不掌握分子育种基本技术。今后种业企业要与科研院所、高等院校共建分子育种创新联盟、科企联合体，利用院所高校挖掘、创制的种质资源和分子育种后代进行杂交选育；选择综合性状优异的高代材料，委托院所高校鉴定优良基因聚合，进行转基因定向改良；示范验证转基因、基因编辑作物，繁制、推广育成审定品种。科企联合体要有统一的主攻方向和共用亲本。

 

      ☞3.2重点扩繁制种与推广国审品种

      

      实行自主育种和买断区域经营权相结合，尽量购买、扩繁制种、推广优势地域的国审品种。提前介入，对区域试验站进行多点考察；多点次布置不同生产条件、耕作制度、栽培措施等示范，进行全面测评。建立百亩核心区、千亩示范区、万亩推广区，梯度推进，创建高产典型，依托行政推动、试验示范、现场观摩、媒体投放广告等手段，巩固已有销售网点，开辟新网点，利用企业品牌效应和营销网络，迅速占领审定地区市场，使之成为区域主导品种。

      

      ☞3.3全产业链开发优质专用品种

      

      通过延伸服务、合作服务、横向一体化整合等方式，完善与种子相配套的农机、农艺、田间管理等综合服务体系，促进良种良法配套，建立起以种子为核心的成套技术解决方案。通过延伸发展、与各类农业技术服务组织深度合作等多种形式，强化对农户和各类新型经营主体的嵌入式服务支持，提供从种子销售、播种、田间管理、收获再到销售的全方位全过程的指导、技术支持和托管等个性化服务。与加工企业联合，以优质专用品种为纽带，订单生产、分级收储，开发主食、休闲和保健食品，重视“三品一标”质量认证，实现区域化布局、规模化种植、标准化生产、产业化开发，延伸产业链，提升价值链，打造供应链，构建从产前到产后、从种子到餐桌的全产业链发展格局，推进一二三产业深度融合，共享全产业链创新发展增值收益。（参考文献略）