促进生物种业快速健康发展做一名有梦想的科研工作者——中国工程院院士万建民

文丨本刊记者杨平

万建民

种子被誉为农业的“芯片”，在我国农业发展中具有不可替代的战略作用。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央把保障粮食安全作为治国理政的头等大事，高度关注种业发展问题，多次在重要场合对种业改革发展指明方向。

万建民院士几十年如一日始终奋斗在水稻育种的第一线，坚持着他的水稻科学梦。他曾说过：做科研，一定要做“白日梦”，要做一名有梦想的科研工作者。他较早提出和初步实践了作物分子设计育种，构建了水稻分子育种技术体系。先后主持国家863 计划、国家自然科学基金、农业部超级稻专项和国际合作项目等多项重大总课题，做为技术总师组织和协调转基因生物新品种培育重大专项工作。

当前，我国种业发展总体情况如何？国家战略层面又有哪些做法？如何突破抢占制高点，打好这场翻身仗？本刊记者采访了中国农业科学院原副院长、中国工程院院士万建民。

记者：目前我国大宗粮食作物水稻、小麦、玉米种业的成效及存在的挑战有哪些？

万建民：2021年全国粮食总产量13657亿斤，比2020年增加267亿斤，增长2.0%，实现“十八连丰”，并连续7年保持在1.3万亿斤以上。我国14亿人口人均粮食占有量达到478公斤，远高于400公斤的世界平均水平，特别是作为口粮的稻谷和小麦，多年更是产大于需，粮食安全是有保障的。应该说，口粮绝对安全，良种贡献突出。我国杂交水稻亩产潜力突破1500公斤并保持国际领先，良种对粮食增产的贡献率超过45%。农作物良种覆盖率达到96%以上，自主选育品种面积占比超过95%，水稻、小麦两大口粮作物品种实现完全自给，“中国粮”已经实现了主要用上“中国种”。但从需求形势看，随着经济社会发展，人均口粮消费总量将稳中略降，优质、专用的口粮比例消费增加。同时，消费饲料和工业转化用粮消费需求旺盛，粮食消费总量刚性增长，粮食消费结构不断升级，粮食安全必须常抓不懈。但我国种业发展基础仍不牢固。玉米、大豆等作物新品种的生产性能和市场竞争力与国外发达国家相比差距明显，生产上缺乏多基因复合性状、优质功能、资源高效的重大品种等，亟需集中力量，攻关突破。

记者：种业是国家战略性、基础性的核心产业，承稳粮安国之重。在实现“种业强国梦”战略中，国家在顶层设计及科研机构有哪些具体政策和做法？

万建民：近年来，国家越来越重视粮食安全和种业发展。习近平总书记强调，保障粮食安全关键在于落实“藏粮于地、藏粮于技”战略，要害是种子和耕地。习近平总书记高度重视种业发展，多次作出重要指示，把种业工作作为下一步推动农业科技攻关的重点任务。2020年12月，习近平总书记在中央经济工作会议提出“解决好种子和耕地问题”。种业成为中国农业发展的时代命题。2021年3月，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出，开展种源技术攻关，提高良种自主可控能力；并明确提出“加强农业良种技术攻关，有序推进生物育种产业化应用，培育具有国际竞争力的种业龙头企业。”2021年10月发布《种业振兴行动方案》，标志着种业振兴进入全面实施阶段。提出实施种质资源保护利用、创新攻关、企业扶优、基地提升、市场净化等五大行动，明确了分物种、分阶段的具体目标与任务，为推动我国由种业大国向种业强国迈进制定了路线图。

目前我国种业80%以上的种质资源、育种人员和育种技术依然集中在科研院所和高等院校等公共机构。现阶段，种业企业与公共机构合作，以知识产权为纽带，整合上、中、下游科技和种业资源，建立以种业企业为主体的产学研联合体，是目前快速提升种业科技创新能力的必由之路。从种业未来发展，企业应该是主体，种业强，企业必须强。企业成为科技创新的主体是种业科技发展的趋势。

万建民

记者：国际上的那些种业大国和种业集团他们的发展趋势是怎样的？

万建民：目前全球种业市场快速增长，跨国种业集团纷纷全球布局，种业研发全球化凸显。2013年全球农作物种子市值494亿美元，至2018年达到852亿美元，发展势头迅猛。发达国家已经形成完善的科研组织机制，核心竞争明显。比如美国、法国等国家种业经历100余年的发展，政府投资的基础性和公益性研究，企业投资的种业技术研发和产业化，分工明确，知识产权明晰，管理体系健全，形成了成熟的现代种业科技创新体系。

在种质资源保护方面，美国等发达国家建立了政府主导的资源保护体系；CGIAR系统国际农业研究中心建立了国际作物种质库；全球1500多座种质库圃保存各类作物种质资源超过740万份。

在种业市场方面，全球种业已经进入少数寡头竞争阶段，农作物领域，拜耳、科迪华、先正达、利马格兰、KWS等世界上最大的20家跨国种业公司几乎控制了全球种子。2018年，拜耳、科迪华的市场占有率合计达59.2%。排名前四的企业共占据全球农化+种子合计达90%市场份额。目前，跨国企业已成为全球种业资金投入、技术创新和市场受益的主体，纷纷加大科技投入，抢占技术制高点。如原孟山都每年研发支出绝对值超过10亿美元，研发支出占净收入比始终保持在10%以上，高峰期超过12%。拜耳2017年整体研发预算45亿欧元，占销售收入9.8%。拜耳收购孟山都，双方承诺，前6年要投入160亿美元用于种子研发，平均每年27亿美元。从种质资源、育种技术、品种选育、规模化制种、种子加工，到种子销售与生产技术服务开展全产业链的科技创新已成为现代种业高效运转的重要保障，并通过知识产权和标准，抢占创新高地。这些跨国公司构建高通量、大规模、精准高效的创新平台，通过重大技术与产品的突破，实现自身快速成长。

记者：从传统育种模式到现代生物育种技术，中国需要怎样与世界接轨？

万建民：在过去的70多年，传统育种对我国作物良种培育和农业生产发挥了重要作用。“十三五”期间审定的农作物品种1.68万个，约80%仍然是利用传统育种方法选育出来的。当前，世界种业正迎来以基因编辑、全基因组选择、合成生物学、人工智能等技术融合发展为标志的现代生物育种科技革命，已经成为农业农村现代化发展必须抢占的种业制高点。

我国已建立较完善的农业生物育种体系。农作物资源保存总量突破52万份，重要性状形成的分子基础等基础研究位居国际前列，杂种优势利用、倍性育种、诱变育种、分子育种等关键技术快速发展与应用，选育的动植物新品种满足了农业生产需求。然而，我国农业生物育种面临巨大挑战，主要是基础研究和关键技术原创不足。我国农业生物复杂性状形成的遗传基础研究不系统，重大育种价值的基因缺乏。基因编辑工具、合成生物元器件、全基因选择预测模型、人工智能算法等关键技术原创不足。美国已开始迈入生物技术和人工智能技术深度融合的“生物育种4.0”时代，我国尚处于从“生物育种2.0”向“生物育种3.0”转变的阶段。因此，我们要加快系统布局面向2035年的国家种业科技发展规划，加快部署实施一批农业生物育种、种源关键核心技术攻关等重大项目，同时健全以科研单位为主体的基础性研究和以企业为主体的技术创新“双轮驱动”现代种业科技创新体系。加强种业基础性公益性研究，改革科技成果评价体系，切实强化种业企业育种创新主体地位。完善创新协同机制和资源配置模式，优化投资政策，支撑全产业链创新能力，充分发挥资本的功能和作用，健全知识产权管理政策，加强市场监管。

记者：生物育种技术作为现代种业的必走之路，其中转基因技术一直备受关注，如今进展如何？

万建民：转基因技术是生物育种的重要方面，也是迄今为止全球发展速度最快、应用范围最广、产业影响最大的现代生物技术。自1996年首次商业化种植以来，全球种植面积由最初的2550万亩增加到28.6亿亩，作物种类已由玉米、大豆、棉花、油菜等4种扩展到马铃薯、苜蓿、茄子、甘蔗、苹果等32种。2019年，全球主要农作物种植面积中74%的大豆、31%的玉米、79%的棉花、27%的油菜都是转基因品种。目前，全球商业化应用转基因作物的国家和地区达71个。美国、巴西、阿根廷是农产品的主要出口国，也是转基因作物种植面积最大的3个国家。

在国家相关科技计划支持下，我国转基因育种已经形成了自主基因、自主技术、自主品种的创新格局，产业化应用的技术条件已经成熟。我国培育的国产转基因抗虫棉市场份额达99%以上，转基因番木瓜在南部沿海省区产业化种植，有效遏制了环斑病毒对产业的毁灭性危害。研发的抗虫、耐除草剂玉米和耐除草剂大豆获得生产应用安全证书，育成达到审定标准的新品种120多个，覆盖我国玉米和大豆主产区。我国自主研发的耐除草剂大豆获准在阿根廷商业化种植，抗虫大豆、抗旱玉米、抗虫水稻、抗旱小麦等已形成梯次储备。

生物种业是国家战略性、基础性产业，是促进农业长期稳定发展、保障国家粮食安全的根本。21世纪以来发达国家以及跨国企业集团愈发重视生物种业创新发展，并成为提升国家竞争力的战略举措。面对当前的挑战，万建民院士表示，品种是生物种业的“芯片”，生物育种是种业创新的核心。因此，我国必须加大生物育种与产业化力度，突破当前农业发展中的重大瓶颈，加快培育战略性新兴生物产业，促进生物种业快速健康发展，保障国家粮食安全和农业可持续发展。