遼寧省農(nóng)業(yè)分子育種技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及問題研究

摘要：20世紀(jì)90年代以來，遼寧省在農(nóng)業(yè)分子育種技術(shù)的研究工作上取得了不可忽視的成就，但是也存在著一定問題和不足，本文對遼寧省農(nóng)業(yè)分子育種研究的現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，并結(jié)合省情提出相應(yīng)的改進(jìn)對策。

關(guān)鍵詞：分子育種；技術(shù)發(fā)展；育種技術(shù)

中圖分類號：S333 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1674-9324（2013）45-0281-03

分子育種是直接在DNA水平上對性狀的基因型或基因進(jìn)行選擇的育種方法。把表現(xiàn)型和基因型選擇結(jié)合起來，可實(shí)現(xiàn)基因的直接選擇和有效聚合，提高育種效率和準(zhǔn)確性。縮短育種年限，根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要選育出帶有目的性狀的優(yōu)良個(gè)體，培育出具有農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的新品種，達(dá)到提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)、增強(qiáng)抗性等目的，已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種的主要方向。根據(jù)分子手段參與形式的不同，分子育種可分為轉(zhuǎn)基因、分子標(biāo)記和分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)幾種主要類型。

一、遼寧省農(nóng)業(yè)分子育種技術(shù)研究進(jìn)展及取得的成就

遼寧省開展分子育種工作比較早。20世紀(jì)90年代初期，沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)、遼寧省農(nóng)科院、遼寧師范大學(xué)等高等院校和科研單位先后開展了作物轉(zhuǎn)基因育種工作，主要研究玉米、水稻、大豆等糧食作物以及蔬菜、煙草等園藝作物和經(jīng)濟(jì)作物，取得了一定成果。進(jìn)行分子育種技術(shù)和理論研究的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有遼寧省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省北方粳稻育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省動(dòng)物生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省野蠶研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省大豆育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省海洋水產(chǎn)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省北方果樹資源與育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、遼寧省玉米遺傳改良與高效栽培重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等。遼寧省十分重視農(nóng)業(yè)分子育種工作的開展。2011年9月，遼寧省政府發(fā)布的《遼寧省人民政府關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的實(shí)施意見》，提出了提升遼寧省農(nóng)作物育種創(chuàng)新能力的要求，確定了包括分子育種技術(shù)在內(nèi)的農(nóng)作物種業(yè)科研先導(dǎo)地位。但是遼寧省分子育種技術(shù)的研究和應(yīng)用與國內(nèi)外相比還有很大差距。目前已經(jīng)開展了農(nóng)作物分子育種技術(shù)的研究，有部分成果應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，而動(dòng)物分子育種技術(shù)尚處在基礎(chǔ)研究階段。

一些高等院校、科研院所和企業(yè)在分子育種的研究和應(yīng)用方面取得了相當(dāng)數(shù)量的成果。如沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)從番茄中克隆出編碼番茄成熟過程中起關(guān)鍵作用的氨基環(huán)內(nèi)烷羧酸合成酶（ACC合酶）基因，采用反義基因技術(shù)路線創(chuàng)建出具有高耐貯藏性的優(yōu)良轉(zhuǎn)基因番茄新品種，已開始試種及擴(kuò)大繁殖，以備商品化生產(chǎn)。北方粳稻育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，育成了高抗白葉枯病，抗稻瘟病、飛虱和條紋葉枯病的優(yōu)質(zhì)新品種遼星1號，米質(zhì)指標(biāo)達(dá)到國標(biāo)2級米標(biāo)準(zhǔn)。遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院通過分子育種技術(shù)先后培育作物優(yōu)良新種質(zhì)16份和新品種11份，培育出黃瓜抗霜霉病和抗枯萎病品系，高粱不育系和保持系124A/124B及其雜交種遼雜17號，高粱高蛋白和高賴氨酸恢復(fù)型新品系，高粱轉(zhuǎn)B.t基因抗蟲品系，高粱保持系轉(zhuǎn)導(dǎo)廣譜抗病基因PYH157，向日葵高油不育系和抗病系，菊花光周期不敏感品系，番茄耐鹽新品系等。遼寧生生生物技術(shù)股份有限公司將血紅蛋白基因和抗蟲基因轉(zhuǎn)入楊樹，獲得速生、抗蟲害的轉(zhuǎn)基因楊樹品種，其生長速度比普通楊樹快30%～40%。沈陽彩棉實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司利用根癌農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒介導(dǎo)法、聚乙二醇法、基因槍法、花粉管通道法等植物基因工程技術(shù)，將外源顏色基因和抗蟲基因?qū)氲礁弋a(chǎn)、優(yōu)質(zhì)棉花品種中，研究多種顏色抗病蟲強(qiáng)的棉花新品種。

二、遼寧省分子育種研究的主要問題

1.研發(fā)投入不足。分子育種研究難度高，投資大，見效慢，省有關(guān)部門的重視程度有待加強(qiáng)，政府資金投入力度有待提高。而且由于研究單位比較分散，攤子過多，沒有形成有機(jī)的整體，致使人力、財(cái)力、物力不集中。同國內(nèi)發(fā)達(dá)省份和國外相比，遼寧省對于農(nóng)業(yè)分子育種技術(shù)的研發(fā)投入明顯不足。

2.自主研發(fā)能力不強(qiáng)。遼寧省在農(nóng)業(yè)分子育種方面的研究工作雖然取得了很大進(jìn)展，但是受到技術(shù)水平、資金、人才、設(shè)備等諸多條件的限制，目前研究工作進(jìn)展緩慢，不能順利地全面展開。開展分子育種研究的高校和科研院所數(shù)量不多，研究方向不集中，研究層次低，獲得的科技成果和專利數(shù)與先進(jìn)省份相比還有不小的差距。進(jìn)行分子育種研究開發(fā)的商業(yè)機(jī)構(gòu)數(shù)量和規(guī)模更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及其他發(fā)達(dá)省份，企業(yè)的自主研發(fā)能力較弱，沒有發(fā)揮創(chuàng)新主體的作用。

3.研究成果轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程較慢。遼寧省對于分子育種技術(shù)的研究在很大程度上處于基礎(chǔ)研究階段，向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化的水平不高。遼寧省近三十年來糧食作物單產(chǎn)翻了一番，水稻、玉米、大豆等主要農(nóng)作物平均不到十年就要更換一次品種，尤其是近十年來農(nóng)作物育成品種數(shù)量快速增加。但是分子生物技術(shù)研究成果對農(nóng)作物新品種的貢獻(xiàn)還不足，對畜禽養(yǎng)殖的貢獻(xiàn)更少。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的育種理論和方法與國際技術(shù)發(fā)展潮流不適應(yīng)，育種者多數(shù)還停留在傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)育種，而非定向高效的精確育種，使分子育種尤其是轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)的研究成果難以應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化有很大難度。農(nóng)作物新品種的申報(bào)審批手續(xù)復(fù)雜也是制約分子育種成果推廣的重要因素。

4.面臨激烈的外部競爭。目前遼寧省除水稻品種占絕對優(yōu)勢外，其他農(nóng)作物品種，如玉米、大豆等，都受到來自國外和其他省份優(yōu)良品種的威脅。比如美國先鋒公司、孟山都公司的轉(zhuǎn)基因作物品種擴(kuò)散很快，對省內(nèi)乃至全國的轉(zhuǎn)基因作物研究和推廣都是不小的沖擊。近幾年來遼寧省從外國大量進(jìn)口低價(jià)轉(zhuǎn)基因大豆，對本地的大豆種植業(yè)影響很大。

三、遼寧省分子育種發(fā)展的建議

1.加大政策扶持力度。分子育種技術(shù)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的前沿，農(nóng)業(yè)育種改革的重要方向之一。根據(jù)我國“十二五”規(guī)劃，到“十二五”末期，農(nóng)業(yè)科技對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)率將達(dá)到58%。政府應(yīng)在戰(zhàn)略層面重視肯定分子育種技術(shù)對農(nóng)業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)，在政策方面給予重點(diǎn)扶持。應(yīng)根據(jù)遼寧省實(shí)際情況，積極探索建立以專利技術(shù)為基礎(chǔ)、兼顧各方利益的成果轉(zhuǎn)化機(jī)制。盡快完善相關(guān)法律法規(guī)，簡化作物新品種審定程序，支持分子育種企業(yè)的合作與并購，制定和出臺(tái)包括融資、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、減免稅收等一系列政策和措施，扶植和鼓勵(lì)分子育種企業(yè)的發(fā)展壯大。以分子育種技術(shù)作為切入點(diǎn)，推動(dòng)農(nóng)作物育種機(jī)制的改革和創(chuàng)新。

2.加強(qiáng)相關(guān)理論和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。由于研究水平的限制，遼寧省分子育種方面的技術(shù)水平較低，分子育種能力相對薄弱，轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的程度不高。應(yīng)加強(qiáng)遼寧省分子育種領(lǐng)域相關(guān)理論和應(yīng)用基礎(chǔ)的研究，提高理論水平，加強(qiáng)科技攻關(guān)力度，為分子育種產(chǎn)業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是進(jìn)行基礎(chǔ)研究的主要平臺(tái)，也是建設(shè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的主要基地，但是遼寧省進(jìn)行分子育種研究的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室數(shù)量較少，科研實(shí)力不足，應(yīng)重視重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，設(shè)立專項(xiàng)基金，配套研究設(shè)備，提高研究水平，提升自主創(chuàng)新能力。對具體研究工作，研究機(jī)構(gòu)要深入挖掘遼寧省豐富的遺傳資源，研究重要經(jīng)濟(jì)性狀形成的遺傳和分子基礎(chǔ)，獲取重要經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)的基因標(biāo)記，快速克隆具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有利用價(jià)值的新基因，為分子育種研究提供標(biāo)記、基因和其他遺傳信息。

3.注重專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)和引進(jìn)。分子育種是高度智力密集型產(chǎn)業(yè)，需要大量高水平高素質(zhì)人才，并且必須保持人才隊(duì)伍穩(wěn)定且不斷成長壯大。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)、大連理工大學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)院等高校和科研院所擁有一定的人才儲(chǔ)備，但是目前遼寧省的人才隊(duì)伍在數(shù)量上和質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足分子育種產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的要求，尤其缺乏分子育種研究的高端技術(shù)人才。由于研究條件限制、政策扶持不到位和資金匱乏等原因，遼寧省人才流失的現(xiàn)象也更加突出。因此遼寧省需要制定長期的人才發(fā)展戰(zhàn)略，大力培養(yǎng)和吸引分子育種研究和產(chǎn)業(yè)化人才，創(chuàng)造一個(gè)有吸引力和穩(wěn)定性，激發(fā)研究人員創(chuàng)新才能的環(huán)境。高校應(yīng)科學(xué)設(shè)置分子育種專業(yè)的相關(guān)課程，建設(shè)專業(yè)相關(guān)的實(shí)習(xí)基地，充分利用博士啟動(dòng)基金、青年人才培育基金等，理論學(xué)習(xí)和課題實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)分子育種專業(yè)技術(shù)人才。應(yīng)加強(qiáng)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)在人才培養(yǎng)方面的合作，建立以高校為龍頭、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的人才培養(yǎng)體系。

4.加快分子育種技術(shù)研發(fā)體系的建設(shè)。生物技術(shù)研究單位之間應(yīng)加強(qiáng)合作，促進(jìn)分子育種技術(shù)研發(fā)體系的建設(shè)。充分利用遼寧省豐富的物種資源，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，整合資源實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，以種子為載體，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物分子育種研究與其他育種手段相結(jié)合，形成分子技術(shù)與常規(guī)育種有機(jī)結(jié)合的研發(fā)體系，發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，促使農(nóng)作物的遺傳改良邁向新臺(tái)階。為充分有效利用科研資源，應(yīng)建立分子育種信息和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。比如建立專業(yè)網(wǎng)站、研究人員聯(lián)絡(luò)組織、技術(shù)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)等個(gè)人與行業(yè)組織。由政府相關(guān)部門牽頭，定期召開各種形式的分子育種技術(shù)研討會(huì)和信息發(fā)布會(huì)，以加強(qiáng)研究部門和企業(yè)之間的信息溝通，促進(jìn)各部門之間、省內(nèi)和省外之間以及國際間的技術(shù)和人才交流。

5.促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的建立。為在分子育種研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新和突破，應(yīng)建立完善的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。分子育種研究周期長，不確定性顯著，成果應(yīng)用慢，致使遼寧省企業(yè)介入此領(lǐng)域的積極性不高，沒有發(fā)揮企業(yè)的創(chuàng)新主體效用，造成產(chǎn)業(yè)體系不健全，嚴(yán)重影響了分子育種產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程。同時(shí)資金短缺也是制約科研機(jī)構(gòu)開展深入研發(fā)的一個(gè)重要瓶頸，雖然有政府經(jīng)費(fèi)支持，但更重要的是加強(qiáng)與企業(yè)的合作，利用企業(yè)雄厚的資金支持，充分發(fā)揮各自的資源優(yōu)勢。為解決這一矛盾，企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)、政府部門、中介機(jī)構(gòu)應(yīng)相互開放交流，建立以企業(yè)為主體的立體式創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化資源配置，提高創(chuàng)新能力。應(yīng)加強(qiáng)分子育種企業(yè)與大學(xué)和科研院所的合作交流，積極開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分子育種技術(shù)和產(chǎn)品，同時(shí)應(yīng)積極引進(jìn)研究機(jī)構(gòu)的技術(shù)成果，使企業(yè)成為分子育種基礎(chǔ)研究和成果轉(zhuǎn)化的基地。同時(shí)應(yīng)積極發(fā)揮政府有關(guān)部門的組織協(xié)調(diào)作用，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，推進(jìn)全省分子育種領(lǐng)域的資源優(yōu)化配置。

6.建設(shè)分子育種產(chǎn)業(yè)化基地。為加強(qiáng)理論基層研究和促進(jìn)成果的轉(zhuǎn)化，應(yīng)聯(lián)合各科研機(jī)構(gòu)的力量，選擇適宜地點(diǎn)，合理規(guī)劃，建設(shè)功能齊全的種子繁育和產(chǎn)業(yè)化基地，把研究、育種和產(chǎn)業(yè)化結(jié)合起來，開展分子育種技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為技術(shù)孵化和成果轉(zhuǎn)化推廣提供保障。建立高效的分子育種技術(shù)體系，培育優(yōu)質(zhì)農(nóng)作物新品種，并建立和完善技術(shù)研發(fā)、中試和產(chǎn)業(yè)化體系，建立育種試驗(yàn)站和新品種示范網(wǎng)絡(luò)，為分子育種產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)保障。