加强作物种质资源保护与利用 为现代农业研制“芯片”

　　种质资源是指携带生物遗传信息且具有实际或潜在利用价值的载体。如古老的地方品种、新培育的推广品种、国外引进材料、重要的遗传材料以及野生近缘种，都属于种质资源。

　　作物种质资源是重要的生物资源，也是农业科学原始创新、种业振兴和生物技术及产业发展的源头与源泉，是实现农业可持续发展，保障国家粮食安全、生态安全和能源安全的战略性资源。近年来，随着《生物多样性公约》《粮食和农业植物遗传资源国际条约》等相继实施和生物技术及其产业迅猛发展，世界各国更加认识到种质资源的战略地位，纷纷加强收集和保护工作。

　　党中央、国务院十分重视作物种质资源保护与利用。2021年中央一号文件强调：“农业现代化，种子是基础”“加强农业种质资源保护开发利用”“打好种业翻身仗”。

　　种质资源是作物新品种的源头

　　近年来，我国通过小麦地方品种和普通野生稻种质资源的发掘利用，在粮食作物育种方面取得了巨大突破。实际上，农作物常规育种的每一次重大突破，均来自地方品种或野生近缘种中关键基因的发掘与利用。

　　随着“组学”研究的不断深入，细胞学、遗传学、分子工程等方面新技术大量涌现，种质资源保护的对象已从生命个体或群体外延到脱氧核糖核酸(DNA)和基因。现代种业利用生物技术开发种质资源，研发优质作物品种并申请专利，在国际种业市场形成巨大知识产权优势。利用种质资源研发出的作物新品种，在现代农业领域发挥着“芯片”的作用，体现着国家农业发展和农业企业经营的核心竞争力。

　　保证农产品有效供给、保障粮食安全是我国农业在相当长时期内的首要任务。中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手里，必须确保谷物基本自给、口粮绝对安全。因此，培育高产、稳产新品种是保障粮食安全的必然选择，而高产、稳产新品种的培育依赖于优异种质资源的深度发掘与有效利用。舍此，新品种培育将成为无源之水、无米之炊。

　　作物种质资源开发利用，能够有效助力美丽乡村建设和乡村振兴。通过发掘绿色、优质、营养、保健、观赏等特色资源，培育绿色优质新品种，开发营养保健食品，提供可观赏性作物，将更好满足人民群众美好生活需要。在从“吃饱”向“吃好”的转变中，地方品种种质资源能够发挥重要作用：云南的“遮放贡米”和辽宁的“京租”稻米，原始品种已在当地绝种，从国家种质库引回种植后形成粮食品牌。同样，非传统用途的特色种质资源利用潜力巨大，观赏用油菜花和桃花、富含大麻二酚的大麻等特色种质资源，在旅游产业和新药开发方面还有广阔空间。

　　我国作物种质资源保护利用成就举世瞩目

　　我国作物种质资源十分丰富，但随着社会发展和环境变化，一些地方品种和野生近缘种迅速消失。同时，也是为在发生重大灾难或特殊需求时，人类可以从种质库中重新获取战略储备，及时收集保护种质资源显得尤为重要和紧迫。

　　新中国成立以来，我国高度重视种质资源普查和征集工作。1955—1958年，我国政府组织了全国性的农作物种质资源征集工作；1975—1985年，进行全国性的农作物种质资源补充收集与专业性、区域性种质资源专项考察收集；2015年，开展第三次全国农作物种质资源普查与系统调查收集行动。持之以恒的征集与收集工作，使我国作物种质资源保存总量在2020年突破52万份，位居世界第二。为使已收集的种质资源得到有效保存，我国建立了国家主导的农作物种质资源保护和管理体系，包括1座长期库、1座复份库、10座中期库、43个种质圃、205个原生境保护点以及种质资源信息库。

　　在广泛收集的基础上，通过栽培种与野生种间的远缘杂交，我国科学家创制了一批关键性状突出、遗传基础明确，育种家想用、育种中好用的育种新材料。通过创制水稻不育系，我国在杂交水稻研究与有效利用方面处于国际领先地位。在小麦新种质创制方面，我国已将小麦与野生近缘植物9属17种杂交成功，4个物种的属间杂交为国际首次报道。其中，首次攻克利用冰草属优异基因改良小麦的国际难题，创制了一批多粒、产量和广谱抗病性可同步提高的育种新材料，新材料已成为各麦区主要育种亲本(即参与杂交过程的雄性和雌性个体)材料，并培育出一批新品种。向栽培种引入野生种的优异血缘基因，有效支持了我国种业及农业发展。

　　为满足全社会作物种质资源需求，年均向国内1300余个单位和个人免费分发种质资源11万余份次。据不完全统计，近5年来，作物种质资源支持培育新品种500余个，对解决农业重大需求问题的支撑作用日益显著。

　　加强开发利用，推动种业振兴与农业科技原始创新

　　将种质资源优势转化为种业发展优势，是国内外种质资源与育种两个领域的焦点问题。解决这一问题的关键是，如何在大量种质资源中精准鉴定哪些种质可以直接利用，哪些种质需要通过何种技术进一步改造后才能成为亲本材料。

　　我国科学家在揭示水稻、小麦、玉米等主要农作物骨干亲本形成与利用内在规律的基础上，创建了种质资源有效支撑种业发展的精准鉴定新技术。利用该技术，我国农业科技工作者自2001年以来，对水稻、小麦、玉米、棉花、大豆、油菜等具有1个以上突出优异性状的3万余份种质资源进行了精准鉴定，有效缓解了我国种质资源丰富与育种材料匮乏之间的矛盾。但与保存的52万份种质资源数量相比，我们必须进一步加强种质资源的精准鉴定与深度发掘，加强种质资源与遗传育种研究的密切协作，从保存资源中发掘出大量优异种质并进行改良创制，将种质资源优势转变成可利用亲本材料优势，打通种质资源有效利用的最后一公里，培育出更多具有突破性的作物新品种。

　　总结国内外成功经验发现，创制自主知识产权新种质是育种持续突破的关键因素。我国的种质创新已经有效支撑中国的种业发展与粮食安全，但与“打好种业翻身仗”的要求相比，在创制自主知识产权可利用新种质方面还有很多工作要做。例如，水稻拥有10余个不同基因组的野生种，但除了少数不育基因、抗病和抗虫基因得到利用外，众多基因还有待发掘；栽培小麦拥有23个不同的基因组和丰富的遗传多样性，但目前栽培小麦只利用了其野生近缘种基因库中10%—15%的基因资源；玉米具有23个近缘种和亚种，目前利用的仅仅是热带、亚热带亚种间的优异基因，而对于野生近缘种基因库的利用研究才刚刚开始。种质创新既是一个原始创新过程，也是一个优异基因累积过程。通过原始创新创制自主知识产权可利用新种质，过程长达15—30年，要付出大量财力、精力和时间，必须建立有效的持续稳定支持机制和知识产权保护完整体系。

　　目前，一座大容量、自动化、信息化、现代化的国家农作物种质资源保存新库即将在中国农业科学院落成。我国农业科技工作者将以此为契机，紧密围绕农业科技原始创新和现代种业发展的重大需求，以“广泛收集、妥善保存、全面评价、深入研究、积极创新、充分利用”为指导方针，以作物种质资源的安全保护和高效利用为中心，集中力量攻克其中若干重大科学问题和关键技术难题，为种业振兴、粮食安全奠定坚实的物种和技术基础。

　　(作者为中国工程院院士、中国农业科学院原副院长)