种子是农业的芯片,种业安全关系国家粮食安全根基。
长期以来,我国在部分作物育种领域面临育种周期长、精准度不足等瓶颈,传统育种方式难以满足现代农业对高产、优质、抗逆等多重性状的需求。
化肥过度使用导致的资源浪费和环境压力,以及病虫害对粮食生产的威胁,成为制约农业可持续发展的突出问题。
针对这些挑战,中国科学院于2019年11月启动实施种子精准设计与创造先导专项。
该专项聚焦水稻、小麦等主要粮食作物及重要水产品种,汇聚院内外30家优势单位的科研力量,创建精准设计育种新范式,系统开展关键技术攻关。
在基础研究层面,科研团队取得多项重大理论突破。
针对化肥使用过量问题,研究人员成功挖掘并利用氮高效利用相关基因,实现水稻在氮肥施用量减少20%至30%的条件下保持产量稳定,为绿色农业发展提供了技术路径。
在小麦育种方面,团队从我国地方品种中发掘出Pm24基因,该基因具有广谱抗白粉病且兼具麦瘟病抗性的特点,并成功培育出抗赤霉病高产小麦新品种中科166,有效应对了困扰小麦生产的重大病害威胁。
技术创新方面,专项实现了基因组精准编辑等核心技术的重要进展。
研究团队提出并实践了异源四倍体野生稻快速从头驯化的创新路径,突破了传统育种时间长、效率低的局限。
在大豆研究领域,团队绘制完成全球领先的图形结构泛基因组图谱,为大豆种质资源开发利用奠定了坚实基础。
水产育种方面,科研人员培育出兼具高产、抗病、节粮三大优势性状的异育银鲫新品种,为水产养殖业提质增效开辟了新途径。
产品转化成果显著。
六年来,专项累计创制37个具有一增二减特征的先导型品种,即增产量、减化肥、减农药,体现了高产高效与绿色发展的有机统一。
这些新品种已在全国范围内推广应用1448万亩,产生了显著的社会经济效益,相关成果获评中国十大科技进展新闻等多项荣誉。
据专项首席科学家、中国科学院院士李家洋介绍,经过六年攻关,专项实现了覆盖理论、技术、产品的全链条体系化突破,形成了新理论、新技术、新产品三新格局。
这标志着我国在种业核心技术领域的自主创新能力显著提升,为保障国家粮食安全、推动农业高质量发展提供了有力科技支撑。
从国际竞争格局看,种业已成为全球农业科技竞争的战略制高点。
此次专项成果的集中发布,彰显了我国在精准设计育种领域的创新实力,为加快建设种业强国、掌握粮食安全主动权注入了强劲动力。
从“减肥不减产”到“抗病又高产”,种业创新的价值不只体现在实验室指标,更在于能否在田间地头经得起规模化检验。
面向资源环境约束加剧与灾害风险上升的长期趋势,唯有持续以原创性理论突破牵引关键技术迭代,以可推广、可复制的品种与方案落地见效,才能把端牢中国饭碗的主动权牢牢握在自己手中。