糧食安全
形勢依然嚴峻
黃大昉告訴記者，雖然育種的技術不斷提高，但是傳統(tǒng)的育種技術還是受到很多因素的約束，如土地、水等，再提高就很難了。“而我們的需求還在不斷提高，供需的矛盾越來越突出。”
據(jù)有關資料顯示，到2030年我國人口將達到16億左右，而耕地面積每年以近1000萬畝減少（主要是水土流失、土地沙化和退耕還林還草等），人增地減已成為社會發(fā)展的現(xiàn)實問題，糧食供給矛盾的解決有賴于高產(chǎn)優(yōu)質新型品種的推廣應用。
黃大昉說，對于供需的矛盾，科研工作者以前也不關心，但是轉基因大豆提醒了他們。國內的大豆已經(jīng)滿足不了人們的需求，而且傳統(tǒng)大豆的育種能力有限，效率不高，產(chǎn)量低，含油量也不高，這種情況下只好進口。
“這提醒了我們，如果我們的育種技術還停留在這個水平，沒有創(chuàng)新，不能用新的技術，那就不能滿足日益增長的需求。”
特別在城市化之后，糧食的需求就會更大，黃大昉不無擔憂地說，“糧食安全形勢的嚴峻性，我們估計不足。”
國外增產(chǎn)依靠生物技術
黃大昉說，為了增產(chǎn)，各方面的教訓都有。這些年來，育種專家都希望找到高產(chǎn)品種，通過研究，研發(fā)出“大穗小麥”、“雜交高粱”等品種，不過最后發(fā)現(xiàn)不行，雖然產(chǎn)量上去了，但是抗病性不行。而且為了增產(chǎn)還大量使用化肥和農藥，結果不僅沒有增產(chǎn)，還帶來了新的問題，“不能靠數(shù)量的增加來解決問題，這個時候，一定要有新的思路和新的技術。”
在談到超級水稻，他說，袁隆平當時就指出，生物技術加雜交技術才是未來真正的超級水稻。“生物技術是一個綜合技術，其中有轉基因、分子標記等技術。”
上世紀八十年代，黃大昉出國學習最先進的農業(yè)技術，而當時正是生物技術興起的時代，他們在看到關于轉基因棉花的報告后，非常振奮?；貒缶烷_始投入轉基因的研究，1986年，第一個作物—土豆走進田間試驗。在此期間，成績最大的是抗蟲棉花的研究，2010年，轉基因棉花帶來的效益為440億人民幣，250億是農民得益。“轉基因棉花是我們國家自主創(chuàng)新，打破大國公司壟斷的范例。”
黃大昉告訴記者，國際權威公司曾有過統(tǒng)計，在1996年到2011年間，因為轉基因作物而增加的效益是982億美元，“一半得益于增產(chǎn)，一半得益于節(jié)省工本。”
上世紀九十年代中期，美國玉米每畝平均單產(chǎn)400公斤，到了2012年，玉米平均畝產(chǎn)就達到了600公斤，不到二十年間，增產(chǎn)了50%。“這其中決定性因素是轉基因技術，再結合了分子標記、雜交技術等因素。”
阿根廷在1999年到2010年，糧食單產(chǎn)增長了38%，而糧食總產(chǎn)量則從4000萬噸增產(chǎn)至7000萬噸。
黃大昉說，我們現(xiàn)在的玉米畝產(chǎn)平均產(chǎn)量為375公斤，“單產(chǎn)集中反映了農業(yè)技術的水平。”
分子育種能夠縮短周期
分子標記和轉基因技術等生物技術的不斷發(fā)展，也給人們帶來了一個新的名詞：分子育種。
1998年，國際水稻所正式啟動“全球水稻分子育種計劃”。這個項目有來自11個國家的31個研究院共同參與，這項計劃的目標是，集全世界水稻主產(chǎn)區(qū)的數(shù)百份優(yōu)異種質資源，通過大規(guī)模雜交、回交和分子標記輔助選擇相結合的方法，將這些優(yōu)異種質資源中的大量優(yōu)良基因和性狀導入亞洲水稻主產(chǎn)國的優(yōu)良品種中，實現(xiàn)優(yōu)良基因資源在分子水平上的大規(guī)模國際交流，培育一批能廣泛適應各種水稻生態(tài)環(huán)境的優(yōu)良品種。
今年上半年水稻種子行業(yè)沸沸揚揚的消息，莫過于國內12家種企投資3億元，共建分子育種平臺。幾乎與此同時，中科院的院士專家也認定分子模塊設計育種科技將是未來即將發(fā)生的科技界的大事。分子育種可實現(xiàn)基因的直接選擇和有效聚合，大幅度提高育種效率，縮短育種年限，實現(xiàn)“精確育種”。分子育種在提高產(chǎn)量、改善品質、增強抗性等方面已顯示出巨大潛力。比如，常規(guī)育種需要7至8代才能選出育種材料，現(xiàn)代分子育種技術能將其縮短到2至3代，育種周期縮短為原來的1/4至1/3，實現(xiàn)了快速、定向、高效培育系統(tǒng)改良的作物新品種。
太空食物走上百姓餐桌
隨著科技的發(fā)展，看似遙不可及的航天科技(000901,股吧)，變得離我們很近。而更令大家想不到的則是，很多食物的種子飛上太空，甚至已經(jīng)進入到尋常百姓家。
中國農科院作物科學研究所航天育種研究中心主任劉錄祥，最近正在忙著舉辦國際性的太空育種的培訓班，與來自世界各地的太空育種專家們交流心得與最新的技術進展。
航天育種看似遙遠，實際上已經(jīng)開展了很多年。1987年我國首次利用返回式衛(wèi)星搭載農作物種子開展航天誘變育種。目前，世界上只有中國、俄羅斯和美國三個國家成功地開展了這項技術。
中國航天育種的靈感來自于一個偶然。1987年，帶著農科58號水稻和青椒等種子的我國第九顆返回式衛(wèi)星飛向太空，這是我國作物種子第一次太空之旅。當時，搭載種子的目的并不是育種，只是想探索一下太空環(huán)境對生物遺傳是否有影響，但是，專家們無意間發(fā)現(xiàn)，上天的種子發(fā)生了一些意外變異。這時，專家開始考慮能否通過這種方式育種。
25年來，我國已先后20余次利用返回式衛(wèi)星和神舟飛船，搭載了上千種作物種子和微生物菌種，獲得了大量新性狀品種并在農業(yè)生產(chǎn)中推廣應用。
劉錄祥說，太空育種必須滿足一些要素，首先要經(jīng)過空間環(huán)境的飛行處理，種子受到宇宙粒子的輻射、失重等作用，使得基因發(fā)生改變。其次，這些種子經(jīng)過空間搭載以后，必須返回到地面以后，經(jīng)過專業(yè)的育種人員，再經(jīng)過至少三年到五年的篩選淘汰穩(wěn)定化試驗，從中選出一些育種家認為有價值的，或者有推廣應用前景的品系，進一步穩(wěn)定化以后，再經(jīng)過兩年到三年多的試驗和多年的鑒定。經(jīng)過品種審定委員會認定以后，這個品種才能去推廣應用。“不是說你上天一搭載，那么下來種下去就是太空茄子，或者是太空西瓜。”
對于太空食物的安全性，劉錄祥解釋說，在自然環(huán)境中，植物種子其實也在發(fā)生變異，只是這個變異過程極其緩慢，變異頻率很低，被稱為自然變異。航天工程育種是人們有意識地利用空間環(huán)境條件來加速生物體的變異過程，這種變異被稱為人工變異。航天工程育種產(chǎn)生的變異與自然變異在本質上是沒有區(qū)別的，太空種子的變異基因是地面種子本身基因變異的產(chǎn)物。“迄今為止，世界上已有70多個國家利用國際原子能機構組織倡導的核輻射誘變技術培育出3000多個植物突變品種，人們食用這些理化誘變品種加工出來的食物已有50多年，根據(jù)人們長期的食用經(jīng)驗，理化誘變的食物是無任何危害的。”因此，食用太空種子生產(chǎn)的糧食、蔬菜等不會有不良反應，航天工程育種培育出來的產(chǎn)品是可以放心食用的。
劉錄祥告訴記者，通過組織實施國家航天育種工程，我國的農作物航天工程育種研究取得了顯著成績，一大批產(chǎn)量和質量雙高的新品種脫穎而出，特別是十一五以來，已經(jīng)利用航天工程育種技術先后在水稻、小麥、玉米、大豆、油菜、棉花、花生、芝麻、番茄、青椒、茄子、苜蓿等15種作物上培育出進入省級以上區(qū)域試驗的優(yōu)異新品系達200多個。
本報記者 姜寶君
