我国作物种质资源保护利用刻不容缓

文|付深造 中国种子集团有限公司

我国作物种质资源保护利用刻不容缓

文|付深造 中国种子集团有限公司

作物种质资源具有丰富的遗传多样性，蕴藏着各种潜在可利用基因。它不仅为人类提供食物、医药、纤维等生存所必需的基本物质，也为高产、优质、多抗、适应性广等优良新品种选育和开展生物技术研究提供取之不尽，用之不竭的基因来源。

作物种质资源是指在不同生态环境和悠久的耕作栽培制度下，经过长期自然演化和人工创造形成的，对社会和经济发展具有重要和潜在影响的，并拥有实际价值和潜在价值的农作物遗传材料，包括农作物栽培种、野生种和濒危稀有种的繁殖材料以及利用上述繁殖材料人工创造的各种遗传材料，其形态包括果实、籽粒、苗、根、茎、叶、芽、花、组织、细胞和DNA、DNA片段及基因等有生命的物质材料。

作物种质资源及其重要性

作物种质资源具有丰富的遗传多样性，蕴藏着各种潜在可利用基因。它不仅为人类提供食物、医药、纤维等生存所必需的基本物质，也为高产、优质、多抗、适应性广等优良新品种选育和开展生物技术研究提供取之不尽，用之不竭的基因来源，同时还在解释作物遗传基础、揭示作物起源和保持生物多样性等方面发挥着不可或缺的作用。因此，作为国家战略性资源，作物种质资源正日益成为国际竞争和争夺的焦点，对种质资源的占有和有效保护利用也成为一个国家国力强盛的象征。但如何做好种质资源保护和共享利用工作，却始终是各国种质资源管理工作的核心课题。

我国作物种质资源保护和利用现状

作物种质资源保护现状。我国本土的种质资源丰富，我国科学家在收集保护工作上做了大量有效的工作。截止到2012年，我国共建成了1座国家长期库，1座国家复份库，10座国家中期库，29座省级中级库、43个国家种质圃和116个原生境保护点，基本形成了国家作物种质资源保护体系，实现了41万份种质资源的安全保存（本土资源占80%左右）。同时，近十年来繁殖更新了30多万份中期库（圃）种质资源，为种质资源的分发利用奠定了坚实的物质基础，促进了作物育种和现代种业的可持续发展。在法规体系建设方面，为了保障作物种质资源的安全，近年来我国制定了一系列法律法规。1997年3月颁布了《植物新品种保护条例》，并于2013年1月重新修订；2000年7月通过了《中华人民共和国种子法》，并于2004年8月重新修订；2003年7月颁布了《农作物种质资源管理办法》等。这些法律法规构建了较完善的作物种质资源政策法规体系，为中国作物种质资源的有效管理和高效利用奠定了基础，但随着社会的发展，它们需要进一步完善和健全。

作物种质资源利用现状。2012年，我国科学家利用现代生物技术，基于500多份水稻种质资源研制出全球首张水稻全基因组RICE6K育种芯片，并于2012年3月申请了中国专利保护，随后又基于800多份水稻种质资源进一步研制出SNP标记分布密度更高、基因型检测更精准的RICE60K育种芯片，并于2013年2月提交了国际PCT申请，水稻育种芯片的成功研制和利用为准确鉴定筛选符合育种目标的基因型和种子真实性检测提供了精准的技术平台；中国科学家利用二倍体乌拉尔图小麦种质完成了普通小麦A基因组序列草图绘制，利用粗山羊草种质完成小麦D基因组草图的绘制，相关研究成果均于2013年3月24日在线发表在《Nature》（自然）杂志上，这两大进展更好地解释了小麦成为世界上种植区域最广的粮食作物的遗传基础，对进一步研究小麦种质资源、小麦功能基因组、小麦进化、比较基因组学和推动栽培小麦的遗传改良具有重要理论意义和实用价值；中国科学家通过对国内外900多份谷子种质资源进行全基因组低倍重测序和序列分析，在国际上率先绘制出谷子基因组单倍型物理图谱，相关成果于2013年6月24日在线发表在《NatureGenetics》（自然-遗传学）上，标志着我国在谷子遗传学研究领域取得了重要突破，将对未来禾谷类作物的品种改良、能源作物的遗传解析产生深远影响。此外，近十年来，我国科学家利用分子育种手段所育成的一系列抗病优质水稻品种，实现了水稻产区的稳粮增产。以上事例充分说明了我国在作物种质资源利用方面取得了可喜的成绩。

问题与不足

尽管我国科学家在作物种质资源保护和利用中做了大量成绩显著的工作，但仍存在一些问题和不足：

首先，作物种质资源共享平台建设缓慢。由于国家层面缺乏作物种质资源利益分享机制，因此资源使用者不能很方便的从保存者那里获得资源，保存者也很难从使用者那里获得利用情况反馈信息；而且现有国家和省级各级种质资源库保存的资源及各科研单位和高等院校从国外引进的作物种质资源信息公开有限。这些问题的存在严重制约了作物种质资源分发利用。

其次，公益性研究成果商业化应用价值较低。由于科研项目的立项目标设置和成果考核机制不够完善，致使当前公益性机构很多研究成果在育种上直接应用较难，使得作物种质资源的商业价值无法快速实现。

再次，对作物种质资源的深入研究不够，评价鉴定数据空项较多，不能满足作物种质资源利用者的需求。目前我国科学家尽管在种质基因型鉴定方面也开展了部分工作，但涉及的作物种类及其资源数量极其有限，对国家种质库保存的41万份作物种质资源在基因多样性水平、新基因数量、功能和利用价值等方面缺乏系统、深入地研究，也就很难为育种家和基础理论研究者提供针对性资源。

另外，种子企业在作物种质资源有关工作中参与度较低。我国种子企业在作物种质资源收集、保护、鉴定、创新和改良等方面进行系统性研究起步较晚，尤其在作物种质资源引进和利用方面，相对于国际种业巨头存在很大差距。

此外，由于我国大量珍贵、野生的种质资源未得到有效保存和保护，导致很多地方品种、野生种质资源还未来得及充分研究就消失了，造成不可挽回的损失。

由于我国大量珍贵、野生的种质资源未得到有效保存和保护，导致很多地方品种、野生种质资源还未来得及充分研究就消失了，造成了不可挽回的损失。

他山之石，可以攻玉——美国植物种质资源工作相关概况

美国本土的植物种质资源并不丰富，但美国却是世界上植物种质资源保存量和保存种类最大的国家之一，根据2010年《世界粮食和农业植物遗传资源状况报告》报道，截止到2010年美国保存的种质资源已超过50万份，其中本国资源仅占16%，这说明美国在植物种质资源引进方面成绩巨大。美国在植物种质资源保护、利用、创新和实现商业化价值方面无疑堪称全球楷模。经过调研发现，这得益于美国拥有一个运转良好的植物种质资源管理系统和种子企业有效地参与。

美国国家植物种质资源管理系统承担着植物种质资源的国内外考察、收集、保存、评价、编目和共享分发以及植物种质资源的引进、交换和保护等。美国植物种质资源信息网每周都要公布最新的植物种质资源保存数量，并且该网的查询结果包括：PI号、名称、知识产权情况、是否可对外共享、评注、系谱等信息，科学家和需求者可以很方便地查询到相关信息。对于可共享的植物种质资源，申请者可直接申请获得；有些种质资源尽管不对外共享，但在名录中都可查询到相关信息，这些一般都是科研价值比较高或有知识产权保护的种质材料，需要采取交换、合作研究或其他双方约定的共享方式实现共享，并且要签订相应合同，合同中明确规定好双方的权利义务关系；在与国外的植物种质资源交流中，要签订种质材料转移协议。

美国共有40个作物种质委员会支持国家植物种质资源系统的运行。这些委员会代表了资源利用者群体，成员由联邦政府、州政府和非政府部门的代表、各学科代表和不同地区的代表组成。美国植物种质资源研究包括公益性研究、合作研究和企业自主研究三个方面。其中公益性研究的全部费用由国家提供，主要进行收集、保存、种质扩增及鉴定、编目和共享分发等基础性工作，不对种质资源进行商业化开发，大学重点开展遗传育种方法、基因及基因组学、生物信息学等前沿研究，种质资源和技术成果一旦成熟，便逐步向种子企业转移，服务于企业商业化研发，同时为企业培养研发人才；合作研究则由企业向科研单位提供赞助，研究成果由双方约定，科研单位向企业提供改良或创新后的优良种质资源，由企业进行商业化育种和保护，如美国1995年由种子公司和公益研究机构共同启动的玉米种质扩增（GEM）计划，并得到国会支持，该计划旨在从拉丁美洲引进热带和亚热带种质资源，经过配合力测定和遗传评价，以半外来种质的形式用于改进和拓宽美国玉米杂交种的种质基础；企业研究是企业自主投入科研经费利用各种渠道获取到的植物种质资源通过生物技术和常规育种手段，对种质进行深入鉴定评价、改良创新、测配组配和品种权保护，实现种质资源的商业化价值。目前，企业已成为美国植物种质资源创新利用和商业化开发的最主要力量。

美国之所以成为世界种业强国，与其拥有完善的种质资源管理和共享利用体系，分工明确的现代种业创新体系，先进高效的商业化育种模式等是分不开的，因此造就了孟山都、先锋等一流的跨国种业集团。

现阶段我国作物种质资源工作的建议

纵观美国种质资源工作和种业发展情况，尽管与我国种业的发展阶段、基础和环境不同，但仍有许多方面值得我们学习借鉴，笔者认为，我国可采取以下对策：

一是建议国家建立完善的作物种质资源共享平台和利益分享机制，明确资源提供者和育种者的权益分享，使作物种质资源能够得到充分利用。

国家投资建设完善的作物种质资源共享平台和信息平台，实现作物种质资源实物和信息依法向社会开放，打破原有课题组式的研究模式，避免重复研究和资源浪费，建议丰富“中国作物种质资源信息网”，将全国作物种质资源的基本信息和利用信息统一在此公布，方便作物种质资源的信息查询和共享利用；鼓励种子企业与科研院所、高等院校联合组建技术研发平台和产业技术创新战略联盟，共同参与作物种质资源的鉴定评价、创新改良和新品种选育，在平台中提供作物种质资源的单位可按照资源贡献率在最终产出成果中分取利益，逐步形成以企业为主体、市场为导向、资本为纽带的利益共享、风险共担的作物种质资源创新利用模式，逐步实现作物种质资源向企业转移。根据《粮食和农业植物遗传资源国际条约》有关要求，一旦我国加入该条约，我国的公共作物种质资源将被要求纳入缔约国多边共享范围，但如果该资源及时被企业研究利用，实现公共种质资源向企业自有知识产权种质资源的过渡，则该种质可不纳入共享范围，这对国家来说也是资源保护的一种方式。同时，在此机制下，鼓励科研单位、企业和个人将作物种质资源捐赠给国家种质库保存，从国家战略角度考虑，这是保护国家作物种质资源安全的重要保障，这些资源在分发利用时可按照约定执行并充分尊重捐赠者意愿。

二是鼓励有实力的种子企业更广泛地参与并承担国家作物种质资源管理的有关工作。我国种子企业在国际大环境的影响下和政府的大力支持下得到迅猛发展，从育种研发、繁育制种、营销管理和推广服务，我国种子企业尤其是龙头企业拥有了“从上游技术研发、中游产品物化和下游价值实现”一套功能完整、衔接紧密、运转高效的产业链条，企业通过这个产业链将潜在的科技创新理念转化为现实的商业市场价值，实现利润最大化。企业逐步成为实现作物种质资源商业价值的主体，有需求也有能力参与国家作物种质资源管理工作，比如企业可承担保护、繁种、深入评价和创新等工作。国家应鼓励种子企业建设作物种质资源库，妥善保存企业在用的作物种质资源；鼓励具有完备作物种质资源管理体系的、国家重点支持的龙头种子企业广泛参与国家作物种质资源管理活动，具体办法由国务院相关行政主管部门规定。

三是鼓励企业大量引进国外优良作物种质资源，并在法律法规和政策上给予支持和优惠，明确企业自主引进的作物种质资源归企业所有，并对企业利用引进作物种质资源产出的各类研究成果，国家应依法保护其合法权益。例如，我国种子企业可采取去国外建设育种站、和国外企业进行合作育种等方式引进国外优良的作物种质资源、先进育种制种技术为我所用，提升我国的商业化育种水平。

四是建议国家逐步完善科研院所和高等院校育种科研机制，规范种业科研项目立项与成果考核机制。国家可在设立种业科研项目的同时，设立优良作物种质资源或品种产出目标和考核标准，同时可规定，项目产出成果统一在国家指定的交易平台拍卖或销售，鼓励企业充分利用公益性研究成果，这样既可逐步引导公益机构和种子企业的深入合作，促进优良作物种质资源向企业流动，又能充分发挥种子企业在商业化育种、成果转化与应用等方面的主导作用，推进有实力的“育繁推一体化”种子企业做大做强。

五是国家应加强作物种质资源基础性公益性研究。持续并提高作物种质资源公益性研究的经费支持，开展作物种质资源保护、繁种、鉴定、深度评价和重要功能基因发掘，尤其是对地方种质和野生种质的保护和研究，这些作物种质资源具有丰富的遗传多样性，并带有许多重要经济性状的优异基因，可拓宽现有栽培作物的遗传基础。

六是加强作物种质资源人才队伍建设。作物种质资源工作是一项长期的、基础性、出成果较难的工作。科研单位应提高作物种质资源研究人员的经费和待遇，以稳定科研队伍，保证作物种质资源公益性工作的延续性；大学应加强种质资源和育种科研人才的培养，为社会和企业源源不断的输送专业技术人才；企业应成立作物种质资源管理团队，承担作物种质资源的收集、保存、繁种、鉴定评价、共享利用等工作，并制定行之有效的管理办法和科研奖励机制，明确科研成果权益分配原则，以鼓励作物种质资源创新和改良，推进育种材料规模化创制与利用，全面提升企业科技创新能力。

七是加强全民保护意识，严控作物种质资源对外流失，尤其是杜绝以借考察、参观之名，恶意猎取我国作物种质资源的现象发生。农业主管部门、海关、出入境检验检疫局等部门全力配合，严控作物种质资源的对外出口，尤其是中国特有作物种质资源的出口。