我國水稻種植面積穩(wěn)定在3000萬公頃以上，2021年稻谷平均單產(chǎn)達到474公斤/畝，世界上水稻種植面積最大的10個國家中，中國單產(chǎn)水平最高。
我國的水稻育種經(jīng)歷了矮化育種、雜種優(yōu)勢利用和超級稻培育三次飛躍，不但實現(xiàn)種源基本自給自足，良種覆蓋率超過96%，還奠定了水稻育種科研水平國際領(lǐng)先地位。
中國科學(xué)院院士 錢前
當前，隨著我國農(nóng)村社會結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、勞動力大量轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)機械化、數(shù)字化、智能化的迅速發(fā)展，水稻育種面臨新的任務(wù)和挑戰(zhàn)，一是加強我國種質(zhì)資源關(guān)鍵核心技術(shù)原創(chuàng)性，二是加強生物技術(shù)和信息技術(shù)等系統(tǒng)融合與集成應(yīng)用，加快新型產(chǎn)品和多性狀疊加產(chǎn)品研發(fā)。
應(yīng)對挑戰(zhàn)，我國水稻育種的重點是什么？中國科學(xué)院院士、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所所長錢前接受專訪時表示，要在種質(zhì)資源規(guī)模化發(fā)掘、智慧育種、合成生物學(xué)等基礎(chǔ)理論和前沿技術(shù)方面實現(xiàn)新突破，推進種質(zhì)資源創(chuàng)制和育種向精準化、高效化、智能化發(fā)展，研發(fā)出新型優(yōu)質(zhì)綠色高效新品種，提高資源要素投入產(chǎn)出比。
中國水稻育種五大方面國際領(lǐng)先
問：我國的水稻育種研究在國際上處于領(lǐng)先位置，具體體現(xiàn)在哪些方面？
錢前：我國的水稻育種經(jīng)歷了矮化育種、雜種優(yōu)勢利用和超級稻培育三次飛躍，經(jīng)歷了育種目標從產(chǎn)量到高抗、優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)并重，育種理念從高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)逐步提升為少投入、多產(chǎn)出、環(huán)境友好的轉(zhuǎn)變。其間伴隨引領(lǐng)“第一次綠色革命”的矮化育種以及三系雜交稻培育、二系雜交稻培育、亞種間雜種優(yōu)勢利用、理想株型育種和綠色超級稻培育等6個重要歷程。整體看，我國的水稻育種研究在國際上處于領(lǐng)先位置，體現(xiàn)在五大方面。
種質(zhì)資源方面，在水稻起源與演化、全基因組遺傳變異和資源挖掘等方面科研實力強勁，建立了水稻種質(zhì)資源保存、精準鑒定和基因組分析等技術(shù)體系；
育種基礎(chǔ)研究方面，在國際上率先構(gòu)建了水稻全基因組序列框架圖，解析了產(chǎn)量、株型、品質(zhì)、抗性等多種重要性狀形成的分子基礎(chǔ)，克隆了一批具有重大育種價值的新基因，并逐步應(yīng)用于品種改良；
育種技術(shù)方面，現(xiàn)代生命科學(xué)的飛速發(fā)展驅(qū)動作物育種新理論和新方法不斷突破，我們在國際上首次創(chuàng)建了可固定雜種優(yōu)勢的水稻無融合生殖育種技術(shù)，建立了“分子模塊”到“設(shè)計型品種”的現(xiàn)代生物技術(shù)育種創(chuàng)新體系；
品種選育和產(chǎn)量提升方面，近年來水稻品種審定數(shù)量大幅增加，優(yōu)質(zhì)品種不斷增多，良種供應(yīng)能力持續(xù)提高。水稻種植面積穩(wěn)定在3000萬公頃以上，2021年稻谷平均單產(chǎn)達到474公斤/畝，世界上水稻種植面積最大的10個國家中，中國單產(chǎn)水平最高；
在水稻生產(chǎn)模式方面，創(chuàng)建了水稻產(chǎn)量、品質(zhì)與資源利用效率協(xié)同提高、抗逆穩(wěn)產(chǎn)、精準輕簡化綠色增產(chǎn)集成模式。
這其中，水稻基因設(shè)計育種從理論到實踐我國都走在國際前列。本世紀初，我國科學(xué)家就提出了水稻基因設(shè)計育種將成為第三次水稻育種突破口的觀點。我先后主編了《水稻分子育種技術(shù)指南》和《水稻基因設(shè)計育種》兩部專著，系統(tǒng)介紹了水稻分子標記輔助育種的基本原理與方法，從技術(shù)與應(yīng)用的層面，規(guī)劃了水稻分子設(shè)計育種的具體實施路線。
在長期的育種實踐和理論思考基礎(chǔ)上，李家洋院士團隊、韓斌院士團隊和我們共同提出了理想株型與秈—粳雜種優(yōu)勢相結(jié)合的未來超級雜交稻分子設(shè)計模型，通過精準分子設(shè)計與全基因組分子標記輔助育種技術(shù)，組合亞種間優(yōu)良等位基因，培育具有秈—粳雜種優(yōu)勢與理想株型的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆、抗病的新品種。
這一理論為水稻生產(chǎn)的第三次產(chǎn)量飛躍提供了指導(dǎo)性思路。在該理論指導(dǎo)下，我們分子設(shè)計選育的粳質(zhì)秈型雜交稻廣兩優(yōu)7203通過了國家區(qū)試，獲國家品種審定，后續(xù)還選育了多個優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的國審和省審新品種：廣兩優(yōu)7217、嘉禾優(yōu)7245、中嘉8號、嘉禾優(yōu)5號、嘉禾優(yōu)7號、深兩優(yōu)7248等，并在浙、湘、贛、桂等南方稻區(qū)大面積推廣應(yīng)用。
《瞭望》：當前我國種業(yè)發(fā)展還面臨哪些挑戰(zhàn)？
錢前：隨著資源環(huán)境等要素投入對產(chǎn)量提升的驅(qū)動力減弱，科技驅(qū)動種業(yè)創(chuàng)新需求日益增強，種業(yè)發(fā)展面臨新的任務(wù)和挑戰(zhàn)。
一是加強我國種質(zhì)資源關(guān)鍵核心技術(shù)原創(chuàng)性，突破全球農(nóng)業(yè)生物技術(shù)核心專利70%被美國控制的局面。
二是加強生物技術(shù)和信息技術(shù)等系統(tǒng)融合與集成應(yīng)用，加快推進新型產(chǎn)品和多性狀疊加產(chǎn)品研發(fā)。
持續(xù)推動水稻種業(yè)迭代升級
《瞭望》：推動水稻種業(yè)迭代升級，重點需要加強哪些方面的工作？
錢前：種質(zhì)資源是支撐農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新和育種創(chuàng)新的物質(zhì)基礎(chǔ)，是農(nóng)業(yè)生物多樣性和農(nóng)耕文明的重要載體。我國幅員遼闊，生態(tài)條件各異，在不同的環(huán)境適應(yīng)和生態(tài)壓力選擇下，形成了眾多獨特的遺傳類型的種質(zhì)資源。在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部領(lǐng)導(dǎo)下，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所牽頭帶領(lǐng)全國作物種質(zhì)資源工作者，在幾代人經(jīng)過40多年的共同努力下，建立起當前的作物種質(zhì)資源保護體系，對以我國自有作物種質(zhì)資源為主的52萬余份資源進行了有效保護，涉及糧、棉、油、果等340種作物及相關(guān)的野生近緣植物，共2000多個物種。
野生稻是水稻種質(zhì)資源天然的基因庫，在長期的自然選擇壓力下，積累了諸多優(yōu)良性狀決定基因，為新基因挖掘和種質(zhì)創(chuàng)新提供了新機遇。建議充分利用先進的生物學(xué)研究技術(shù)，高效的基因型和表型鑒定技術(shù)體系，進一步加強種質(zhì)資源尤其是野生稻資源的鑒定評價。通過開展規(guī)模化的種質(zhì)資源精準鑒定，創(chuàng)造有利性狀表達的環(huán)境條件，高效發(fā)掘資源中蘊藏的控制多年生、抗病蟲等重要農(nóng)藝性狀基因，明確這些基因的育種利用價值，從而加快育種利用和遺傳改良進程，全面提升我國種業(yè)科技競爭實力，為實現(xiàn)種業(yè)振興提供有效支撐。
《瞭望》：未來水稻育種的主攻方向有哪些？
錢前：在我國，隨著人民群眾生活水平提高，人均大米消費量有所下降，消費總量增速有所放緩，但對優(yōu)質(zhì)食味、營養(yǎng)健康大米需求明顯增加。我國稻米品質(zhì)改良已取得顯著成效，但與國外優(yōu)質(zhì)稻相比仍存在一定差距。
目前，國際水稻育種技術(shù)加速向精準化、高效化和智能化發(fā)展，傳統(tǒng)育種與現(xiàn)代分子技術(shù)結(jié)合日益緊密，全基因組選擇、分子設(shè)計育種等前沿技術(shù)持續(xù)推動水稻種業(yè)迭代升級。
對標國際發(fā)展趨勢，未來我國水稻育種的主攻方向包括：
一是對種質(zhì)資源尤其是野生稻資源的收集保存總體布局，拓寬品種培育上資源多樣性，形成優(yōu)勢種質(zhì)資源群。
二是集成全基因組選擇、基因編輯等前沿育種技術(shù)，結(jié)合理想株型與秈—粳雜種優(yōu)勢相結(jié)合的未來超級雜交稻分子設(shè)計模型，創(chuàng)新第三代水稻雜種優(yōu)勢利用技術(shù)。
三是利用全基因組數(shù)據(jù)、種質(zhì)表型組數(shù)據(jù)、當?shù)貧夂颉⑼寥?、生物和非生物資源等大數(shù)據(jù)，創(chuàng)建生態(tài)區(qū)適應(yīng)性新種質(zhì)智能設(shè)計的技術(shù)體系。
四是以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，選育適宜直播及機械化生產(chǎn)和環(huán)境友好型的水稻新品種；培育滿足不同人群需求的富鐵、鋅、硒等功能型優(yōu)質(zhì)水稻新品種。
建議我國盡快啟動實施生物育種重大項目：
一是在全球范圍內(nèi)構(gòu)建種質(zhì)資源，尤其是野生稻收集交換的跨國網(wǎng)絡(luò)體系，強化國家種質(zhì)資源庫（圃）建設(shè)，提升我國種質(zhì)資源保存的數(shù)量和質(zhì)量。
二是加強水稻種質(zhì)資源挖掘與創(chuàng)新利用，研制和建立符合現(xiàn)代化種質(zhì)資源挖掘和利用需求的技術(shù)標準規(guī)范，規(guī)?；诰蛞吧镜葢?zhàn)略性資源，提高種質(zhì)資源的儲備、研究和管理能力。
三是加強水稻前沿育種關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，通過交叉學(xué)科項目培育，促進跨學(xué)科研究和系統(tǒng)研究方法，推動水稻育種效率提升。
四是瞄準產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，基于規(guī)模化核心種質(zhì)資源庫，構(gòu)建種質(zhì)資源表型性狀和多組學(xué)整合信息數(shù)據(jù)平臺。
確保中國糧用中國種
《瞭望》：對打好種業(yè)翻身仗，你有哪些建議？
錢前：種業(yè)是農(nóng)業(yè)的“芯片”，打好種業(yè)翻身仗是黨中央做出的重大戰(zhàn)略決策，為確保中國碗裝中國糧、中國糧用中國種，有以下幾方面建議：
進一步拓展我國種質(zhì)資源的遺傳多樣性。建立具有世界先進水平的野生近緣種和地方品種保護、研究和利用體系。開展種質(zhì)資源聯(lián)合考察，搭建全方位、寬領(lǐng)域、多層次的國際交流與合作平臺，加大優(yōu)異資源引進和交換力度。組織實施一批重大國際合作項目，提升種質(zhì)資源安全保護與高效利用水平。
進一步加強生物育種研發(fā)，推動生物育種產(chǎn)業(yè)化?；诨蚪M、表型組、人工智能和大數(shù)據(jù)，定點編輯目標基因使之產(chǎn)生期望表型。在全基因組水平預(yù)測庫存種質(zhì)資源的利用價值，快速聚合優(yōu)良等位基因，實現(xiàn)新種質(zhì)的智能、高效和定向創(chuàng)制，推動生物育種產(chǎn)業(yè)化。
進一步加強知識產(chǎn)權(quán)保護，打造有利于創(chuàng)新的社會環(huán)境。優(yōu)化現(xiàn)行種業(yè)相關(guān)制度和政策，完善專利和植物新品種保護制度，擴大保護名錄，切實保護原創(chuàng)性、突破性成果。加強知識產(chǎn)權(quán)保護，推進種質(zhì)資源共享共用。改進現(xiàn)有種業(yè)科研成果評價方式，完善成果獎勵機制。
進一步穩(wěn)定科研投入，提升原始創(chuàng)新能力。加大種業(yè)科技財政投入力度，加快籌建種業(yè)創(chuàng)新基金。構(gòu)建企業(yè)主動投入、基金等社會資本投入和地方政府投入相結(jié)合的多元投資配置模式。
瞭望
進一步深化科企合作，推進產(chǎn)學(xué)研融合。建立以科研單位為主體的育種基礎(chǔ)理論、種質(zhì)資源創(chuàng)新、高新技術(shù)和共性技術(shù)研究體系和以企業(yè)為主體的商業(yè)化育種體系，構(gòu)建新型產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)模式，推進全國大聯(lián)合和大協(xié)作。
來源丨瞭望（作者 ：扈永順）
