如果有一天，農(nóng)民種下的高產(chǎn)雜交水稻，可以像復(fù)印機(jī)一樣，一代代“原樣復(fù)制”，不再年年買種，那會(huì)發(fā)生什么？
這個(gè)曾被視為“育種家夢(mèng)想”的場(chǎng)景，正在成為現(xiàn)實(shí)。
近日，中國水稻研究所王克劍研究員團(tuán)隊(duì)成功培育出世界首個(gè)克隆雜交水稻，通過“無融合生殖”技術(shù)，使雜交稻能夠像常規(guī)水稻一樣自留種。
這一突破，解決了雜交水稻幾十年來的核心難題，并使袁隆平院士1986年提出的雜交水稻“三系法、兩系法、一系法”發(fā)展戰(zhàn)略中的終極目標(biāo)-“一系法”（ 即雜種優(yōu)勢(shì)永久固定，無需年年制種），具備了現(xiàn)實(shí)可行性。
01
什么是無融合生殖
無融合生殖是一種不通過雌雄配子核融合卻能產(chǎn)生克隆種子、固定雜種優(yōu)勢(shì)的技術(shù)。
早在上世紀(jì)30年代，國外科學(xué)家就提出了利用無融合生殖固定雜種優(yōu)勢(shì)的設(shè)想。20世紀(jì)90年代，國際上掀起了植物無融合生殖研究的熱潮。盡管全球200多個(gè)研究機(jī)構(gòu)涉足其研究，然而進(jìn)展緩慢。
直到2019年，美國和中國的科學(xué)團(tuán)隊(duì)分別在常規(guī)稻和雜交稻中取得突破。中國團(tuán)隊(duì)首次在雜交稻中實(shí)現(xiàn)無融合生殖，獲得了雜交水稻的克隆種子，并穩(wěn)定遺傳雜交優(yōu)勢(shì)，打破了“雜交種不可留種”的行業(yè)瓶頸。
02
技術(shù)突破：帶來的產(chǎn)業(yè)變革
無融合生殖技術(shù)的意義遠(yuǎn)超“技術(shù)突破”。
首先，它將改變雜交水稻的生產(chǎn)模式，減少每年制種和購買種子的成本。王克劍教授指出，雜交水稻種子價(jià)格有望從目前的20—100元/斤下降至常規(guī)稻的2—5元/斤，直接惠及農(nóng)民。
此外，小麥、大豆等作物也可能借此技術(shù)解決雜交優(yōu)勢(shì)難以穩(wěn)定的問題，為這些作物的生產(chǎn)帶來新機(jī)遇。
例如，雜交小麥的商業(yè)化進(jìn)程有望從原先預(yù)估的十年大幅縮短至五年左右。
然而，技術(shù)的成熟不僅是機(jī)會(huì)，也帶來挑戰(zhàn)。隨著雜交優(yōu)勢(shì)的早期固定，傳統(tǒng)種業(yè)模式將面臨轉(zhuǎn)型。種業(yè)企業(yè)從“單純的制種商”向“品種運(yùn)營(yíng)商”和“技術(shù)服務(wù)商”轉(zhuǎn)變，需要依賴更多的技術(shù)創(chuàng)新和系統(tǒng)解決方案，而不僅僅是制種規(guī)模和渠道優(yōu)勢(shì)。
03
影響農(nóng)民和行業(yè)的多方利益
無融合生殖技術(shù)不僅改變了種業(yè)的盈利模式，還為全球尤其是低收入國家的農(nóng)民帶來了希望。Koltunow認(rèn)為，撒哈拉以南非洲可能成為無融合生殖作物最早的應(yīng)用市場(chǎng)之一。過去由于高昂的雜交種成本，低收入農(nóng)民難以承受，而克隆雜交種的低成本將大幅降低門檻。
然而，這一技術(shù)的普及也可能帶來一定的市場(chǎng)波動(dòng)。如果種業(yè)公司無法及時(shí)適應(yīng)這一技術(shù)的推廣，可能會(huì)面臨產(chǎn)業(yè)格局的劇烈變動(dòng)。隨著合成無融合生殖作物逐漸具備與常規(guī)雜交品種競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，監(jiān)管機(jī)構(gòu)與消費(fèi)者將如何看待這項(xiàng)技術(shù)已成為關(guān)鍵問題。
04
技術(shù)落地：潛在風(fēng)險(xiǎn)
盡管無融合生殖技術(shù)具有巨大的應(yīng)用潛力，但其技術(shù)落地仍面臨一系列挑戰(zhàn)，尤其是在結(jié)實(shí)率和誘導(dǎo)率等關(guān)鍵問題上。王克劍教授指出，當(dāng)前的技術(shù)仍處于關(guān)鍵突破階段，距離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還需克服多個(gè)技術(shù)瓶頸，包括：
雜合基因型遺傳穩(wěn)定性：如何確保克隆種子的遺傳穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的前提；一系法雜交稻克隆種子誘導(dǎo)率：提升無融合生殖過程中克隆種子的誘導(dǎo)率，保證種子的產(chǎn)量；多倍體水稻的生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制：解決多倍體水稻的生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制問題，確保其在大規(guī)模種植中的適應(yīng)性。
這些問題的解決需要通過行業(yè)需求與科學(xué)前沿的緊密結(jié)合。
例如，行業(yè)需要解決雜交稻制種成本過高的問題，而科學(xué)前沿則聚焦于減數(shù)分裂、胚胎發(fā)生等基礎(chǔ)生物學(xué)過程，從而為技術(shù)突破提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)。
此外，盡管技術(shù)使農(nóng)民可以自留種，但如何平衡生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和種子公司持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新仍然是一個(gè)亟待解決的問題。無融合生殖可能會(huì)帶來基因多樣性的降低，甚至增加種植管理的復(fù)雜性，因此行業(yè)在推廣過程中需謹(jǐn)慎規(guī)劃，確保技術(shù)應(yīng)用的可持續(xù)性。
05
智種評(píng)論
中國是世界上第一個(gè)成功研發(fā)并大規(guī)模推廣雜交水稻的國家。如今，隨著無融合生殖技術(shù)的突破，雜交水稻的生產(chǎn)模式正面臨一次深刻的變革。
這一技術(shù)不僅讓農(nóng)民擁有了“留種權(quán)”，還可能顛覆現(xiàn)有的育種體系，降低種植成本，擴(kuò)展雜交優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用邊界。
更為重要的是，它正在動(dòng)搖長(zhǎng)期以來由“雜交種子不可留種”這一特性所支撐的種業(yè)商業(yè)模式。
然而，無融合生殖的普及，也帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。技術(shù)的突破，意味著育種單位將面臨更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)。沒有原創(chuàng)性狀和研究積累的企業(yè)，將難以在這一技術(shù)主導(dǎo)的行業(yè)生態(tài)中持續(xù)獲利。相反，掌握核心基因和穩(wěn)定機(jī)制的企業(yè)，將能夠在未來的種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)更有利的位置。
對(duì)于種業(yè)公司而言，未來的核心競(jìng)爭(zhēng)力將不再僅僅依賴“賣多少種子”，而是圍繞品種構(gòu)建持續(xù)的技術(shù)改良、區(qū)域適配和技術(shù)服務(wù)能力。最終，誰能夠掌握創(chuàng)新源頭，誰就能在未來的種業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位。
對(duì)于農(nóng)民而言，短期內(nèi)，成本下降和自主性提升將帶來直接產(chǎn)業(yè)紅利。但真正決定產(chǎn)業(yè)未來走向的是，如何在技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，保障農(nóng)民利益和農(nóng)業(yè)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。
無融合生殖技術(shù)并非是雜交種業(yè)的終結(jié)者，而是推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)從“不可復(fù)制”轉(zhuǎn)向“創(chuàng)新可持續(xù)”的關(guān)鍵力量。
隨著技術(shù)成熟與產(chǎn)業(yè)鏈的完善，種業(yè)將迎來一個(gè)新階段，這一階段的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)將從“產(chǎn)品數(shù)量”轉(zhuǎn)向“產(chǎn)品價(jià)值與長(zhǎng)期影響”，重新定義種業(yè)的未來。
