“一帶一路”倡議下水稻生物學國家重點實驗室國際化交流與合作

王亞琴，肖建富

(浙江大學農業與生物技術學院 水稻生物學國家重點實驗室，浙江 杭州 310058)

“一帶一路”即“絲綢之路經濟帶”“21世紀海上絲綢之路”，是中國首倡的國家計劃[1-2]。“一帶一路”沿線涉及67個國家，包括東亞13國、西亞18國、南亞8國、中亞5國、獨聯體7國和中東歐16國，人口約44億，被認為是“世界上最長、最具有發展潛力的經濟大走廊”[3-4]。“一帶一路”倡議的實施，旨在促進我國與沿線各國的經濟要素有序自由流動、資源高效配置和市場深度融合，推動實現經濟政策協調，開展高水平、深層次的多區域合作發展，共同打造開放、包容、均衡、普惠的區域經濟合作構架[5]。自2013年9月習近平主席在出訪中亞國家期間首次提出“一帶一路”倡議以來，已經引起了相關國家、地區乃至全世界的高度關注和強烈共鳴，影響深遠。

“一帶一路”沿線各國絕大多數是轉型中國家或發展中國家，普遍以農業為主導產業，推進農業資源的高效利用和農產品市場的融合，是踐行“一帶一路”倡議的重要內容[6-7]。本文以水稻生物學國家重點實驗室(以下簡稱水稻重點實驗室)為例，回顧與分析了水稻重點實驗室在推廣雜交水稻育種、水稻高產栽培和病蟲害防控等技術以及水稻種質資源服務，開展人才培養和技術培訓等領域開展的國際合作，以期拋磚引玉，為國內農業科研單位在“一帶一路”倡議下推進國際交流與合作提供參考和借鑒。

1 “一帶一路”沿線國家農業科技需求特征

農業的發展關系國民經濟的平穩發展。由于“一帶一路”沿線國家技術和產業發展相對滯后，中亞、西亞和貫穿太平洋和印度洋的沿岸國家農業的發展多依賴于對自然界資源的利用，導致農業資源種類和數量均出現較為嚴重的下降，以利用促保護的發展觀念與機制尚未形成。因此，“一帶一路”沿線國家政府都高度重視農業的發展，相關教育和科研機構非?？释訌妼ν夂献餮邪l及引進先進農業科學技術?！耙粠б宦贰毖鼐€國家對農業科技需求重點有以下幾個方面：一是對先進、實用農業生產技術的需求迫切，主要包括新品種培育和栽培技術、農產品加工技術、灌溉技術、施肥技術等；二是對作物品種資源保護和可持續利用的需求旺盛——沿線國家植物品種資源豐富，保護和利用的潛力巨大；三是對農業機械特別是輕簡型農機制造技術的需求強烈，東南亞國家的農機制造工業基礎薄弱，層次較低，生產的農機產品難以滿足本國農業發展的需要；四是對農業科教人才的培養和引進意愿十分迫切——沿線國家的農業教育與科技發展水平較低，從事農業技術研究的高科技人才不能滿足需求，對農業人才特別是高新技術人才的需求有比較大的增長空間[8]。

2 水稻重點實驗室服務“一帶一路”的優勢

水稻重點實驗室于2003年獲科技部批準建設，依托單位為中國水稻研究所和浙江大學，涵蓋植物保護學科、作物學和生物學等一級學科。實驗室現有博士生導師34名，其中教育部長江特聘教授2人、國家杰出青年基金獲得者6人，國家優秀青年基金獲得者2人，國家萬人計劃人才1人，國家百千萬人才工程人才4人，青年長江學者1人，973首席科學家2人，全國農業科研杰出人才2人。擁有農業部科技創新團隊6個，科技部重點領域創新團隊2個。實驗室以水稻資源學研究和分子育種為重點，以水稻種質改良與創新的遺傳學、發育生物學、環境生物學和分子育種為主要研究方向，組建了水稻功能基因與分子育種基礎、水稻種質創新與分子育種應用、水稻病蟲成災機理與控制研究及水稻可持續生產的理論與應用4個研究團隊，建成大型設備公共實驗平臺、稻米品質分析檢測公用平臺、水稻科技信息共享平臺、水稻兩用核不育系育性鑒定平臺等4個公用平臺。

水稻重點實驗室根據學科前沿發展需求，求實創新、深化改革，齊抓并舉基礎研究和轉化應用兩條主線；以明確優勢學科為依托，以加強條件制度建設為保障，以培養創新領軍人才為抓手，以深化合作交流為活力，已基本形成“開放、聯合、流動、競爭”的良好學術環境[9-10]，在2006年和2016年生命科學領域國家重點實驗室評估中2次被評為優秀實驗室。經過十余年的發展，水稻重點實驗室在基礎理論研究、成果應用轉化與社會公益服務等方面在國際同行中均處于領先地位?！耙粠б宦贰背h是在“共商、共建、共享”三大原則下打造的“開放、包容、均衡、普惠”的區域合作機制[11]，水稻重點實驗室立足自身技術優勢，可以與“一帶一路”沿線國家開展國際化交流與合作，為其農業科技的發展，尤其是水稻領域的發展發揮重要作用。

3 水稻生物學國家重點實驗室服務“一帶一路”的主要舉措

3.1 推廣雜交水稻品種選育及技術

糧食安全是中國和“一帶一路”沿線國家共同關切的問題，糧食合作是“利益綜合體”和“命運共同體”的最佳結合點之一[12]。水稻是世界最主要的糧食作物之一，是1/3人口的主要口糧。從1964年袁隆平院士首次提出通過“三系法”和“利用水稻雜種優勢”的設想，到2017年超級雜交稻跨上百畝片平均單產17.2 t·hm-2的新臺階，雜交水稻在我國國內得到普遍推廣，播種面積占水稻播種面積的50%以上，聯合國糧農組織(FAO)將發展雜交水稻作為解決貧困地區饑餓問題的首選農業技術[13]。但是，在“一帶一路”沿線國家和地區，雜交水稻的普及率均落后于我國。據近幾年統計，東南亞、南亞雜交水稻種植面積占比不高，世界水稻種植大國印度的雜交水稻播種面積僅占比5.8%，印尼、孟加拉、菲律賓等國家的雜交稻種植比率不足5%，最好的緬甸、巴基斯坦分別為19.6%和18.2%；世界整體的雜交水稻種植比率也僅為6.7%。袁隆平指出：“一帶一路”沿線很多國家適合種植水稻。因此，雜交水稻品種選育及技術推廣合作能促進“一帶一路”沿線國家農業的快速發展。

水稻重點實驗室在超級雜交稻種質創新及分子育種技術方面處于國際領先地位，實驗室利用創新的親本選配、根系篩選和抗病性分子標記輔助選擇技術構成的“后期功能型”超級雜交育種技術，育成的國稻系列品種生產應用面積已達270萬hm2。創制高配合力恢復系華占組配育成雜交稻品種39個，天優華占成為國家區試雙季晚秈對照品種。提出“前期功能型超級早稻”選育技術，培育出超級早稻中嘉早17，年推廣面積達60萬hm2，居我國秈稻年推廣面積第一位，連續被農業部列為全國水稻主導品種，是近30年來唯一年推廣面積達千萬畝級別的早稻品種。實驗室選育的中早35被農業部確認為超級稻品種，并成為國家區試長江中下游雙季早秈對照品種。近5年，實驗室審定水稻品種76個，新品種權58個，其中10個品種被農業部認定為超級雜交稻品種，是全國入選超級稻品種最多的實驗室。

在“一帶一路”倡議模式下，水稻重點實驗室提出“輸出雜交水稻技術，助力‘一帶一路’倡議”的方針，不斷加強與東南亞、非洲和歐洲等國家、地區或組織間的合作與交流，先后與16個國家和地區簽署戰略合作協議。但是，不同國家氣候、季風、降水、土壤、蟲害等條件存在差異，中國目前的雜交水稻種子并不能完全適應其他國家，異國種植增產情況不如國內明顯。針對這種情況，水稻重點實驗室與合作國成立“亞洲農業技術轉移中心”、“中巴雜交水稻聯合研究中心”，對產品進行改良和重新培植，建立新品種和新技術示范點76個，百畝示范片46個，培育出既高產又抗病蟲害的作物新品種達30多個，在印度尼西亞和非洲最高增產幅度超過70%，受到當地農民的歡迎。

3.2 合作開展水稻種質資源收集、引進與評價利用

水稻重點實驗室運行管理國家水稻種質資源中期庫，保存水稻種質資源7萬余份，平均年收集國內外水稻新種質1 000余份。在“一帶一路”政策指引下，實驗室與國際水稻研究所、俄羅斯全俄水稻研究所、肯尼亞農牧漁業部等合作，通過建立系統化的水稻種質資源遺傳多樣性保護技術、標準化的水稻種質資源測試技術，向國內外水稻研究單位提供標準化的資源評價數據、針對性的種質實物、水稻突變體及配置各種遺傳材料。實驗室創建“國家水稻數據中心”(http://www.ricedata.cn/)網站，向公眾免費提供水稻品種、系譜、優質種質、突變體、分子標記、基因(QTL)和文獻等數據資源的檢索服務。實驗室與國際水稻研究所共同建立“稻米品質和營養聯合研究中心”，設立優質稻米分析平臺，共收集和評價了2 000多份全球香稻資源，并初步建立其表型、香味基因型數據庫。通過對水稻種質資源的挖掘和分發資源的充分利用，實驗室與多家合作單位一起揭示了一系列重要的水稻科學問題，并育成12個新品種，累計推廣應用達400萬hm2多，農民增收25億元以上。

3.3 推廣水稻高產栽培及機插秧技術

水稻生物量大、穗大粒多，水稻生產肥水資源利用率不高，高低溫災害頻發等因素，直接導致水稻產量下降，品質降低。水稻重點實驗室根據多年田間生產實踐，創立“前期早發夠穗苗、中期壯稈擴庫容、后期保源促充實”的高產栽培共性關鍵技術、水稻肥水高效施用技術、水稻根際環境肥水調控技術、水稻高產減氮增效技術、水稻低碳栽培技術、水稻災害防控與補救栽培集成技術等，同時制作超級稻品種栽培技術規程，編制品種高產栽培模式圖，在我國華南、西南、長江中下游及北方等主要稻區推廣應用，稻谷增產顯著。

針對傳統水稻機械化育插秧存在的取秧不均、傷秧傷根嚴重、漏秧率高、插后返青慢等問題，發明了水稻缽形毯狀秧苗機插新方法，使得機插漏秧率降低2.1%～4.8%，且插苗均勻，傷秧少，插后秧苗提早返青3～7 d，比傳統機插增產稻谷10.1%，該技術在我國年推廣面積超過200萬hm2。2014年，實驗室與肯尼亞農牧漁業部就水稻高產栽培及機插秧技術展開合作，針對當地水稻種植方式不協調、栽培技術不配套、品種增產潛力難發揮及當地生產的農機產品難以滿足農業發展的需要等實際問題，結合當地氣候、季風、降水、土壤等條件，創新超級稻高產栽培技術，實現良種良法配套，突破當地水稻機械化種植瓶頸，創新水稻育秧模式，發明水稻機插新方法和新技術，推進當地水稻機械化發展，對提高當地資源利用率，提升機插秧技術水平，提高糧食產量，促進農民增收增效發揮了重要作用。

3.4 普及水稻病蟲害科學防控技術

水稻病蟲害是影響水稻穩產、高產的重要因素之一[14]，目前已經發現的病害有50～60種，害蟲有250多種，多數水稻病害由遷飛性害蟲傳播。水稻重點實驗室在水稻病蟲成災機理與控制方面的研究居世界領先地位，在水稻重要病害稻瘟病、條紋葉枯病、立枯病及主要害蟲稻飛虱、二化螟、稻縱卷葉螟等的致病機理上取得重大突破。近年來，實驗室聯合全國農技推廣中心，與泰國、越南、老撾等東南亞國家開展水稻遷飛性害蟲防治合作，就害蟲的監測預報領域深化合作，取得了較好效果。一是根據害蟲發生情況，定期開展聯合調查，掌握害蟲發生規律、特點及天敵資源，及早監測預警，并適時開展聯防聯控。二是開展監測防治信息共享，建立國家間及邊境重點地區的信息交流機制，定期互通災情，重大災情及時通報，實現監測與防治信息共享。三是加強技術交流，定期組織沿線國家開展技術交流、專家研討和人員培訓，互相借鑒，共同促進，提高防治技術水平。

3.5 推進人才培養及技術培訓

推動“一帶一路”倡議建設的關鍵是人才，農業教育的發展勢必為農業經濟的穩定和發展提供強有力的科技和人才支持[15]?！耙粠б宦贰毖鼐€國家大多是新興經濟體和發展中國家，普遍處于經濟發展期，農業勞動力優勢明顯，但是高水平的農業科教人才培養能力不足，對農業科教人才的需求旺盛，因此，加強人才培養體系建設尤為重要[16]。水稻重點實驗室作為服務區域經濟發展和高等農業教育的主力軍，立足農業特色，突出重點學科建設，設立高層次國際化人才培養計劃，擴大“一帶一路”沿線國家來華留學生教育規模，切實履行“一帶一路”歷史使命。近5年來，水稻重點實驗室對內加強人才培養，著重打造一批具有國際化視野、熟悉各國國情、專業技能過硬的高層次國際化人才，成功申請國家自然科學基金委國家交流與合作項目3項，派出100余人次赴國外考察訪問、合作研究、攻讀學位、參加國際會議及研討磋商活動等。對外加強技術合作與人員培訓，與“一帶一路”沿線23個國家的35個機構展開形式多樣的技術合作，與巴基斯坦等國家聯合培養50多名國際學生，其中31人取得博士學位，先后為印尼、越南、菲律賓、印度等18個國家培訓了46名專業技術人員。

4 小結

水稻重點實驗室作為水稻生物學研究領域的核心機構，借助“一帶一路”倡議發展契機，充分發揮自身優勢，加強與沿線國家農業科技合作與技術交流，開拓了對外農業科技合作的新局面，為提高我國在水稻領域的綜合國際競爭力發揮了積極的作用。