简述我国水产种业发展现状、问题与展望

2021-06-25 06:03刘永新邵长伟王书李梦龙方辉
中国农村科技 2021年6期
关键词:种业种质水产

文/刘永新,邵长伟,王书,李梦龙,方辉

种业是国家战略性、基础性核心产业。习近平总书记指出“要下决心把我国种业搞上去,抓紧培育具有自主知识产权的优良品种,从源头上保障国家种业安全”。我国是世界第一水产养殖大国。2019年,我国水产养殖总产量已经超过5000万吨,为增加城乡居民优质动物蛋白供应、保障我国食物安全和促进全球水产品有效供给作出了重要贡献。面向未来,联合国《2030年可持续发展议程(2015)》指出,到2050年全球人口将达到90多亿,满足人类对优质蛋白源等重要营养物质不断增长的需求将是一项紧迫任务,同时也是一项艰巨挑战,水产养殖的重要性日趋凸显。

水产种业作为水产养殖产业链的源头,是引领水产养殖业绿色发展、推进渔业转型升级、实现渔业现代化的硬核“芯片”。加快水产种业发展,破解结构性“卡脖子”技术难题,提升水产种业自主创新能力和核心竞争力是新时期打赢水产种业翻身仗的关键。本文从种质资源收集与保藏、育种技术与理论突破、新品种创制及推广示范等水产种业全链条方面系统分析了我国水产种业的发展现状,在此基础上指出我国水产种业存在的问题与不足,研判“十四五”及未来水产种业的发展趋势,并提出相应的建议和应对策略。

我国水产种业发展现状

我国在水产种业发展方面虽然起步较晚,但近年来由于国家的持续投入,尤其是“十二五”以来,我国水产种业科技取得了明显成效。初步建成了国家水产种质资源收集保藏体系,短短10年间实现了水产生物基因组由“跟跑”,到“并跑”再到“领跑”的跨越式发展,培育出水产新品种数量达到229个,水产的核心种源自给率达到85%,实现了“中国鱼主要用中国种”。

水产种质资源收集保藏体系日趋完善。水产种质资源是我国渔业生产的重要物质基础和人类不可或缺的食物蛋白源。我国水域面积辽阔,生境组成众多,纵跨温带、热带和亚热带,孕育了丰富的水生生物资源。据不完全统计,我国有鱼类4000多种、虾蟹类1700多种、头足类90多种、贝类约3700种,二级以上珍贵稀有的水生野生动物48种。为全面保护水产种质资源,我国建立了535个国家级水产种质资源保护区,覆盖全国29个省市,为400多种水生生物的产卵场、索饵场、越冬场和洄游通道等关键栖息场所提供了原地保护。此外,依托国家水产种质资源平台,初步形成了包括活体、标本、细胞和基因保存在内的层次多样的水产种质保存技术体系,水产种质资源保存量达10万份以上。

2019年,以国家水产种质资源平台为基础组建了国家海洋水产种质资源库和国家淡水水产种质资源库,纳入科技部国家生物种质与实验材料资源库管理,初步形成了以保护区和种质库为主体的水产种质资源收集保藏体系。2021年,为落实中央一号文件关于打好种业翻身仗部署,农业农村部印发《关于开展全国农业种质资源普查的通知》,首次启动全国水产养殖种质资源普查,实现对全国所有养殖场(户)主要养殖种类的全覆盖。通过此次普查,摸清资源家底,有效收集和保护珍稀濒危资源,实现应收尽收、应保尽保。收集的种质资源应纳入种质库统一管理,水产种质资源收集与保藏进入发展快车道。

水产遗传育种理论与技术成果不断丰富。我国是世界上最早开展水产遗传育种的国家之一。目前,我国水产遗传育种的科技综合实力已跻身国际前列,极大支撑了我国水产养殖业的可持续发展。特别是近10年来,随着新一代测序技术突飞猛进的发展,我国相继破译了太平洋牡蛎、半滑舌鳎、鲤、牙鲆、草鱼、团头鲂、大黄鱼、石斑鱼、牙鲆、虾夷扇贝、栉孔扇贝、珠母贝、海带等至少50余种水产生物的全基因组序列。研究成果先后在Nature、NatureGenetics等顶级国际期刊发表,引领国际水产养殖生物的基因组研究,实现从“跟跑”、“并跑”到“领跑”的跨越式发展。水产生物基因组时代的到来,为水产生物育种理论和技术革新提供了强大动力。

在性别控制、杂交等育种理论方面,黄海水产研究所揭示了半滑舌鳎ZW性染色体起源和进化机制,发现性逆转可遗传的表观调控机理,为半滑舌鳎高雌苗种培育技术的建立提供了理论依据。湖南师范大学发现二倍体杂交品系加性效应伴随着世代更替逐步降低,而显现效应和超显现效应伴随着世代变化逐步增加的变化规律,揭示了利用杂交推动新物种形成的遗传基础。

在水产育种技术方面,我国的水产育种正在从选择育种、杂交育种、倍性操控等传统的育种技术,向现代分子育种技术迅速发展。尤其是全基因组育种技术和基因组编辑育种技术不断完善,突破了水产生物全基因选择育种实际应用的技术瓶颈,建成国际上第一个水产生物的全基因组选择育种平台,并率先应用全基因组选择育成“蓬莱红2号”栉孔扇贝新品种,使水产动物全基因组选择育种走在国际前列。

水产新种质创制与良种体系建设稳步推进。水产新品种是我国水产养殖业可持续发展的硬核“芯片”。截至目前,全国原良种审定委员会审定水产新品种数量达到229个,主要包括:选育种120个、杂交种59个、引进种30个、其他类6个。育成品种覆盖的水产养殖对象包括:鱼类88个、贝类37个、虾类22个、藻类22个、蟹类7个、棘皮动物类6个、鳖类3个。上述新品种的创制及更新换代极大推动了我国水产养殖业的健康可持续发展。

新品种商业化是我国水产良种体系建设的重点和目的。近年来,我国在水产良种繁育体系建设方面取得初步成效,已建成由31个遗传育种中心、84家国家级水产原良种场、820家地方级水产原良种场和35家遗传资源保存分中心组成的水产良种体系,基本覆盖了我国主要水域的大多数水产经济种质资源,为扩大水产新品种优良苗种繁育规模、拓展养殖范围、提高良种覆盖率提供了强有力保障。此外,以东方海洋、青岛国信、湛江国联、温氏集团等为代表的水产种业企业在新品种商业化过程中,逐渐发挥出创新主体和运营主体的作用。总体而言,我国水产品种的核心种源自给率达到85%以上,水产遗传育种中心和原良种场覆盖率达到40%以上,一些关键种的良种覆盖率也显著提高,诸如鲤良种覆盖率达到95%以上、刺参良种覆盖率25%以上、紫菜良种覆盖率达到40%以上,基本实现了“中国鱼主要用中国种”,奠定了我国水产种业大国的地位。

我国水产种业存在的主要问题

水产种业是推动水产养殖业发展最活跃、最重要的引领性要素,是渔业领域科技创新的前沿和主战场。渔业发展历程表明,每一次产业大发展都和种苗产业的重大突破密切相关。国内外的经验表明,优良品种是推动水产养殖业产品产量和质量大幅提升的主要因素之一。虽然我国水产种业取得举世瞩目的成就,但是要实现我国渔业的健康可持续发展,水产种业依然面临诸多挑战。

种业全产业链创新能力亟待加强。历经几十年的发展,我国水产育种形成了从种质资源、育种技术与理论,到新品种创制与推广的全产业链发展格局,水产良种科技创新体制基本形成。但是产业链各个环节的创新能力方面与发达国家尚存在差距。主要表现在优异种质资源的遗传基础挖掘不够,不能满足从优质种质到新品种“最后一公里”的需求;选择、杂交等育种基础理论薄弱,生殖干细胞移植、基因组编辑、基因组选择等现代育种技术处于跟跑阶段,尚没有自主知识产权的核心技术;突破性新品种缺乏,良种科技研发与商业化种业发展机制尚未健全等。

水产新品种“良种不良”现象普遍。目前我国已审批229个水产新品种,但相对我国水产养殖产业发展的需求,新品种的数量和质量有待进一步提升。主要表现在新品种的物种覆盖度相对较低,主要集中在少数鱼类,大多数种类尚没有新品种;新品种的性状较为单一,主要以生长性状为主,具复合性状的新品种少之又少;新品种的良种覆盖率相对较低,对产业的贡献率平均仅为25%左右,不能有效发挥新品种的“芯片”功能。

商业化水产育种体系尚不健全。我国水产种业主要以国家科技计划投资为主,水产遗传育种的主体多是高等院校、科研院所等。而发达国家主要以龙头企业为主,开展种业科技创新与产业化应用,形成产学研用的商业化育种体系。我国目前注册的水产苗种企业有11000多家,却很难找出几家上规模的种苗企业,种业企业规模不大且几乎没有科技研发投入,水产现在还是在拼成本的时代,还没有进入到品牌时代,知识产权意识淡薄,导致水产种业缺乏有序的发展环境。

“十四五”及未来发展趋势与相关建议

随着世界种业科技的快速发展,水产种业势必走向以“生物技术+信息化+智能化”为特点的育种4.0时代,这是以基因编辑、生物育种、合成生物、人工智能等技术融合发展为标志的新一轮科技革命。作为水产种业发展的前提和基础,水产种质资源的保护和利用势必成为全球角力的焦点。以此为基础,种质资源表型性状的高通量测定,关键基因的精细功能研究,基因编辑、全基因组选择、配子胚胎高效操作等为代表的现代生物育种技术将全面应用到水产种业中,育种效率呈几何级增长,逐步实现由随机向定向、可设计转变。同时,规模化、集团化和专业化的大型育种公司将成为水产种业发展的主导力量,从而全面推进“育、繁、推”全产业链科技创新发展,形成完整的水产种业产业链条,推动水产种业逐渐与水产养殖业形成相对独立的发展新态势。

针对现阶段水产种业存在的问题以及产业发展的迫切需求,为构建水产育种科技创新体系和水产种业产业化体系,应着重在种业科技创新、种业体系建设、种业机制体制等方面给予支持。

加强种业科技创新,为渔业高质量发展提供源动力。种业科技创新是水产种业健康发展的核心驱动力。在种质资源原始创新方面,贯彻落实《国务院办公厅关于加强农业种质资源保护与利用的意见》,加快国家级淡水渔业生物种质资源库的立项和建设,实现我国水产种质资源长期战略保存的核心功能及原始创新能力建设,力争打造世界领先的水产种质资源库。在育种基础研究和技术创新方面,以解析水产重要经济性状遗传基础为主线,以种业“卡脖子”技术原始创新为导向,构筑水产生物育种理论创新体系,形成创新链和产业链高效衔接的育种技术创新体系。在新品种创制方面,要加快培育资源高效、环境友好、优质多元的水产新品种,保持我国特色养殖品种的竞争优势,缩小南美白对虾、大西洋鲑鱼等品种和国际先进水平的差距,确保水产种源安全、产业安全和动物源食品供给安全。

健全种业体系建设,助力大型育种公司成为创新主体。种业体系建设是水产种业健康发展的关键环节。进一步健全和优化以水产遗传育种中心和原良种场等为主体的种业体系建设,扩大优良苗种繁育规模,拓展主导品种养殖范围,提高水产良种的覆盖率。在此基础上,加快建立符合我国实际、具有国际先进水平的“国家现代水产种业科技前沿技术创新中心”“国家水产种业南繁硅谷”等种业技术创新及服务平台,完善水产种业体系建设。深化科企合作,推动水产种业企业和科研单位建立有效的利益联结机制,加快育种资源、人才、技术从科研单位向企业聚集,推进科技资源整合和产学研深度合作,重点支持水产种业龙头企业建立健全商业化育种体系。

改革种业机制体制,促进渔业高质量发展转型升级。种业机制体制改革是水产种业健康发展的重要保障。结合国家科技计划管理改革进程和“十四五”重点专项的组织实施,逐步建立水产种业科技创新的稳定投融资机制,重点建立以“政府资金引导,公司投入为主,社会力量积极参与”的多元化水产种业投入机制,实现各类产业要素的优势互补与强强联合。建立良种推广补贴制度,逐步扩大补贴品种和补贴范围,将种业市场规模优势转化为现实竞争优势,重点支持从事商业化育种、应用型研发的水产种业龙头企业。健全完善以新品种权为主的知识产权保护体系,加强新品种保护和信息服务,为产业健康发展和行业规范管理提供有效支撑。

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