策劃/本刊編輯部 文/本刊記者 張婷婷
“2月5日,新華社受權發布了2020年的中央一號文件《中共中央國務院關于抓好“三農”領域重點工作確保如期實現全面小康的意見》(以下簡稱“中央一號文件”)。文件指出,在強化科技支撐作用方面,要加強農業關鍵核心技術攻關,部署一批重大科技項目,搶占科技制高點;加強農業生物技術研發,大力實施種業自主創新工程,實施國家農業種質資源保護利用工程,推進南繁科研育種基地建設。這是中央一號文件首次提出“實施國家農業種質資源保護利用工程”,表明國家越來越重視農業生物技術的基礎研究,促使種質資源發展迎來“加速度”。
農業種質資源是保障國家糧食安全與重要農產品供給的戰略性資源,是農業科技原始創新與現代種業發展的物質基礎。近年來,我國農業種質資源保護與利用工作取得積極成效,但仍存在喪失風險加大、保護責任主體不清、開發利用不足等問題。為加強農業種質資源保護與利用工作,國務院印發了《國務院辦公廳關于加強農業種質資源保護與利用的意見》(簡稱《意見》)。《意見》提出,力爭到2035年,建成系統完整、科學高效的農業種質資源保護與利用體系,資源保存總量位居世界前列,珍稀、瀕危、特有資源得到有效收集和保護,資源深度鑒定評價和綜合開發利用水平顯著提升,資源創新利用達到國際先進水平。
萬物種為先,種業是保障國家糧食安全和主要農產品有效供給的重要基礎,種質資源則是基礎中的基礎,現代種業發展、農業科技原始創新都離不開種質資源,種質資源已被世界各國及有關國際組織公認為國家的重要戰略資源。
種質資源又稱遺傳資源,種質是指生物體親代傳遞給子代的遺傳物質,它往往存在于特定品種之中。如古老的地方品種、新培育的推廣品種、重要的遺傳材料以及野生近緣植物,都屬于種質資源的范圍。
作物、畜禽、水產、農業微生物等農業種質資源是新品種選育的基礎,是遺傳信息由上一代傳給下一代的載體,是人類生存不可或缺的重要資源之一。我國農業歷史悠久,種質資源極為豐富,這些資源是我國乃至世界最為重要的農業遺產。新中國成立以來,農業種質資源有效開發利用,農業品種不斷推陳出新,農業科技持續進步,糧食單產屢創新高。農業種質資源的作用主要體現在三個方面:一是保障國家糧食安全的基礎作用。我國糧食單產較1949年凈增4.6倍,畜禽、水產品產量長期居世界首位,主要得益于品種的持續更新換代,而突破性品種成功培育與推廣,無不來源于優異種質資源的挖掘利用。二是農業科技創新的源頭作用。縱觀國內外農業史,每次綠色革命的突破,都源于種質資源的發掘利用。我國梅山豬等地方品種為全球生豬繁殖性能的整體提高作出了重大貢獻,文昌雞、清遠麻雞等地方品種的挖掘利用,則孕育了我國獨特的黃羽肉雞產業。目前,良種在我國農業增產中的貢獻率超過45%。三是傳承中華農耕文明的載體作用。人類社會發展史也是一部農耕文明的傳承史。中華民族發現、馴化、培育了大量的農業種質資源,這些有生命的、活態的、可延續的種質資源,在傳承中華農耕文明、推動人類社會發展過程中發揮了不可替代的作用。
黨的十八大以來,我國農業種質資源保護與利用工作取得了積極成效。
在作物種質資源方面,我國作物種質資源研究工作始于20世紀50年代,確立了“廣泛收集、妥善保存、深入研究、積極創新、充分利用”的基本原則,建立了以長期庫為核心、復份庫與10座中期庫和43個種質圃為支撐、206個原生境保護區(點)為補充、種質資源信息網絡為基礎的國家農作物種質資源保護體系。先后開展了三次全國性農作物種質資源征集及調查收集,目前,第三次全國農作物種質資源普查與收集行動正在進行中,今年可完成31個省(區、市)的全面啟動。系統研制了農作物種質資源性狀描述規范和數據質量控制規范,基本實現了農作物種質資源工作的標準化、規范化和全程質量控制,保存作物資源總量達到51萬余份,位居世界第二位。開展了大規模的作物種質資源鑒定評價工作,對30%以上的庫存資源進行了抗病蟲、抗逆和品質特性評價,并率先開展了種質資源的表型與基因型規模化精準鑒定研究,篩選出一批高產、優質和抗逆性強的種質資源。在全基因組水平上對水稻、棉花、蕓薹屬作物、桃、柑橘、蘋果、枇杷等農作物的起源、馴化、傳播等進行了分析,獲得了一些新認識。建立了規模化創制遺傳穩定、目標性狀突出、綜合性狀優良新種質的技術體系,在國際上率先獲得了小麥與新麥草屬、冰草屬和旱麥草屬間雜種及其創新種質,并首次育成攜帶冰草屬P基因組優異基因的“普冰系列”小麥新品種,實現了種質資源為產業整體健康發展提供核心親本材料的目標。構建了種質資源展示和共享平臺。據不完全統計,年均分發農作物優異種質資源8.1萬份次,年均信息共享服務30萬人次,有力支撐了新品種選育和推廣;支撐在Nature、Science、Cell等刊物上發表一批重要論文,支撐一批國家自然科學、技術發明和科技進步三大獎,為保障國家糧食安全和科技進步做出了重要貢獻。
在畜禽種質資源方面,我國先后開展了兩次全國性大規模的畜禽種質資源普查,鑒定、收集了560多個畜禽地方品種,挽救了矮腳雞等288個瀕危、重要的地方資源,建立了199個國家級保種場、保護區和基因庫,形成了場區庫相結合的畜禽種質資源保護體系。國家基因庫保存10多個畜種、330多個品種遺傳材料82萬多份,位居世界第二,并突破了多項遺傳材料冷凍保存技術,成功恢復了延邊牛等一批瀕危或滅絕地方資源。超過50%的地方資源得到初步產業化開發,培育了一批突破性高繁、優質和抗逆的畜禽新品種配套系;為畜禽種業創新和基礎研究提供了有力支撐。
在水產種質資源方面,自20世紀80年代起,先后開展了四次大規模的水產種質資源收集保護研究,基本查明我國分布有魚類3 685種、蝦蟹類2 351種、貝類3 914種、藻類7 002種、棘皮動物245種、兩棲類250種的種質資源。建立了非原生境與原生境保護相結合的保護框架,非原生境保護體系由31個遺傳育種中心、84家國家級水產原良種場、820家地方級水產原良種場和35家種質資源保存分中心組成;原生境保護體系主體為覆蓋全國29個省(區、市)的535處國家級水產種質資源保護區,為400多種水產生物的產卵場、索餌場、越冬場和洄游通道等關鍵棲息場地提供了保護。同時,保存了大量重要水產養殖種類的細胞、組織和活體等實物資源,為開展水產種質資源保護和品種選育打下了基礎。鯉、鯽、草魚、蝦、貝類等功能基因的研究處于國際領先水平,生長、品質、抗病、抗逆、性別等重要性狀鑒定研究進展顯著,應用全基因組選擇育成“蓬萊紅2號”櫛孔扇貝新品種,使水產全基因組選擇育種研究走在國際前列。
在農業微生物種質資源方面,已初步形成了以綜合型的國家級專業農業微生物種質資源保藏機構——中國農業微生物菌種保藏管理中心為主體,以根瘤菌、乳酸菌、芽孢桿菌、菌根菌、厭氧菌、農藥降解、食用菌等特色農業微生物種質資源庫為互補支撐的種質資源保護框架體系。中國農業微生物菌種保藏管理中心保藏各類農業微生物種質資源16 872株,由中國農業微生物菌種保藏管理中心牽頭、聯合國內各領域國家級菌種保藏中心組建的國家菌種資源庫庫藏資源總量達23萬余株,備份320余萬份,其中可對外共享數量達15萬余株,分屬于2 484個屬,13 373個種,資源擁有量位居全球微生物資源保藏機構首位。菌種庫平均每年為高等院校、科研院所、企業、政府部門、軍事國防部門、個人等用戶提供5萬余株次的菌種實物共享服務以及1萬余項次的技術服務,服務用戶近萬家次,支撐了我國生物產業的發展和生物科研的進步。
我國雖然是種質資源大國,但還不是種質資源強國,尤其是近年來,受內外部環境變化的疊加影響,我國農業種質資源保護與利用工作仍面臨著嚴峻挑戰,加強保護與利用的緊迫性越來越強烈。
一是特有種質資源喪失現象十分嚴重。隨著工業化、城鎮化、現代化進程加快,地方品種和野生種生存空間越來越受到擠壓,保護難度不斷加大。據統計,中國1 443種內陸魚類中,已滅絕3種、區域滅絕1種、極危65種、瀕危101種、易危129種、近危101種。農業微生物資源尚未開展全國性的、系統持續的資源調查工作,微生物遺傳資源量、物種多樣性以及資源變化狀況等基礎資料匱乏,家底不清,實施搶救性收集保護迫在眉睫。
二是農業種質資源保護設施不完善、容量不足。部分畜禽、水產遺傳資源還沒有建立保種場、保護區,缺乏區域性種質庫和復份庫,現有保存體系存在較大的系統性風險;微生物資源至今尚未建立綜合性長期備份庫設施。加快健全保護設施設備體系已是當務之急。
三是種質資源表型鑒定與深度挖掘的前瞻性、針對性、精準性不強。專業化、智能化和標準化儀器設備缺乏,不利于種質資源的鑒定和評價,影響新品種的選育與改良進度,地方品種資源產業化開發利用滯后,產品種類單一,市場競爭力弱。如農作物種質資源開展精準鑒定和全基因組水平深度鑒定的僅占10%左右。迫切需要建立全國統籌、分工協作的農業種質資源鑒定評價體系,系統開展種質資源表型與基因型精準鑒定評價。
四是缺乏科學的農業種質資源績效考核和人才評價機制,隊伍不穩,高水平人才匱乏。現行科研考核機制、科研成果轉化分配機制不健全、不完善,降低了科研工作者交流與共享種質資源的意愿,保護種質資源工作積極性不高。
開展農業種質資源(主要包括作物、畜禽、水產、農業微生物種質資源)全面普查、系統調查與搶救性收集工作,加快查清農業種質資源家底,全面完成第三次全國農作物種質資源普查與收集行動,加大珍稀、瀕危、特有資源與特色地方品種收集力度,確保資源不喪失。2015年,我國啟動了第三次全國農作物種質資源普查與收集行動,自普查工作啟動后,新收集資源4萬多份,長期保存種質資源數量突破50萬份,有效豐富了我國種質資源戰略儲備。同時,發掘開發了一批具有顯著地域特色和重要價值的優異種質,例如,廣西龍勝縣流傳千年的“地靈紅糯”,四川米易縣傈僳族歷代種植的“梯田紅米”,陜西石泉發現的抗病性極強的“石泉陽荷姜”等,在打造地方特色產業與品牌農業,助力鄉村振興與產業扶貧等方面發揮了重要作用。
要積極推動與農業種質資源富集的國家和地區合作,以作物起源中心和多樣性中心為重點,優先引進我國缺乏的物種、野生近緣種、遺傳分析工具材料等新種質以及核心種質。通過聯合考察、技術交流,建立聯合實驗室等方式,共享研究成果和利益,加大優異資源引進和交換力度。同時要對引進的農業種質資源定期開展檢疫性病蟲害分類分級風險評估,加強種質資源安全管理。推動加入《糧食與農業植物遺傳資源國際條約》,營造種質資源國際合作與交流良好環境。
隨著經濟全球化的發展和農業科技的進步,種業發展也在提速,世界各國和各地區的種子公司僅僅依靠自己手中的種質資源,開發培育各種農作物新品種的速度已經無法滿足市場發展的需要,因此種質資源的交換和共享就顯得比以往更加重要。
以甘肅為例,甘肅是傳統農業省份,雖在節水灌溉等方面擁有一定的技術優勢,但缺乏精細化的農業發展模式和管理模式。基于上述情況,甘肅農科院提出以引智工作為突破點的國際合作思路,探索人才引進與派出的新渠道、新機制,尋求當地科技骨干人員“學知識、增學識、長見識”。2011年以來,甘肅農科院已引進國外專家77人次,引進30多項國外先進農業技術,已引進超1.7萬份國外農作物種質資源。
甘肅農科院科技合作交流處處長郭天文舉例說,甘肅在小麥條銹病抗源材料、旱作農業農機農藝融合技術、以色列水肥一體化等成果轉化效果明顯,其示范面積累計超過143萬hm2。
甘肅地處西北內陸,信息相對閉塞,大多科研人員通過互聯網了解農業技術發展,存在滯后性。但隨著對外交流頻率明顯增加,先進科學技術和成果陸續引入甘肅,一定程度上解決了“地域之困”。
種質資源庫又稱基因庫,是利用儀器設備控制貯藏環境,長期貯存作物種質的倉庫。當某一物種消失時,也就代表這一種質資源的消失,為了避免這種情況,保證自然生態系統的多樣性,種質資源庫的建設就顯得尤為的重要。利用種質資源庫發掘和收集各種農作物品種種子,科學地加以貯藏,使種質在幾十年、甚至數百年之后仍具有原有的遺傳特性和很高的發芽力,這對于品種改良,培育高產、優質、抗逆性強的新品種,并為生物學的理論研究提供豐富的種質和研究材料具有重要意義。因此要開展農業種質資源中長期安全保存,統籌布局種質資源長期庫、復份庫、中期庫,分類布局保種場、保護區、種質圃,分區布局綜合性、專業性基因庫,實行農業種質資源活體原位保護與異地集中保存。同時加強種質資源活力與遺傳完整性監測,及時繁殖與更新復壯,強化新技術應用。新建、改擴建一批農業種質資源庫(場、區、圃),加快國家作物種質長期庫新庫、國家海洋漁業生物種質資源庫建設,啟動國家畜禽基因庫建設。
目前,我國還有大量的農業種質資源分散在企業、科研院所、高等院校、社會組織和個人手中,由于缺乏全國統一的種質資源登記和身份信息管理系統,帶來了不少問題。一是資源家底不清。誰有什么資源、總量有多少不清楚。二是種質資源保護與利用效率不高。一些資源重復保存,交流不暢,浪費人力、物力、財力,一些優異種質“深藏閨中”,得不到有效保護和充分共享利用。三是新創制優異種質信息不明。無法有效保護創制人合法權益,不利于激發種質資源創新的原動力。為了解決這些問題,需要從以下幾方面著手。
制定登記實施方案。《意見》指出,農業農村部將在深入調研、廣泛征求意見基礎上,統籌制定全國統一的農業種質資源登記實施方案,明確登記主體、登記范圍、登記內容、登記流程、主要舉措以及監督管理等。國家和省級農業農村主管部門根據實施方案要求,分類分層次科學確定農業種質資源保護單位。農業種質資源登記工作優先從確定的保護單位展開,再逐步向科研院所、高等院校、企業、社會組織和個人等延伸。
編制登記標準規范。組織編制農業種質資源登記標準總則,并根據作物、畜禽、水產、農業微生物種質資源等不同類型資源的特點,分物種編制登記技術規范,統分結合,保障登記工作的科學性、規范性。
構建登記信息系統。研發農業種質資源登記信息系統,構建全國統一的農業種質資源大數據平臺,實現登記用戶注冊、資源身份信息登記填報、資源身份信息查詢和統計分析、登記資源發布共享等功能的數字化、信息化。
鼓勵創新與共享利用。支持企業、科研院所及其他社會組織等登記其保存的農業種質資源,并開展有條件共享和服務,鼓勵農業種質資源保護單位開展資源創新和技術服務,國家將建立農業種質資源共享利用交易平臺,通過健全創新種質權益保護機制與身份信息追溯機制、加強權益保護和侵權監管等舉措,支持創新種質上市公開交易、作價到企業投資入股,激發種質資源保護與創新活力。
加強對農業種質資源保護工作的政策扶持。中央和地方有關部門可按規定通過現有資金渠道,統籌支持農業種質資源保護工作。地方政府在編制國土空間規劃時,要合理安排新建、改擴建農業種質資源庫(場、區、圃)用地,科學設置畜禽種質資源疫病防控緩沖區,不能擅自、超范圍將畜禽、水產保種場劃入禁養區,如果需要占用農業種質資源庫(場、區、圃)的,需經原設立機關批準。此外,我國提出了現代種業提升工程、國家重點研發計劃、國家科技重大專項等,進一步加大了對農業種質資源保護工作的支持力度。
健全財政支持的種質資源與信息匯交機制。針對種質資源保護科技人員待遇低等問題,應按照相關規定合理提高科技人員待遇。并且要健全農業科技人才分類評價制度,對種質資源保護科技人員實行同行評價,收集保護、鑒定評價、分發共享等基礎性工作可作為職稱評定的依據。科研院所、高等院校可建設與農業種質資源相關的學科,為保護種質資源培養后備人才。
農業種質資源保護是一項系統工程,涉及部門多、主體多,需要全社會力量廣泛參與和支持。很多古老的地方品種、特色資源都是在老百姓家的房前屋后、田間地頭和深山老林里得以保護和延續。一些地方品種的瀕危、珍稀程度不亞于大熊貓。讓更多的農民、社會組織都參與到資源保護工作中很有必要,要從以下四個方面做好種質資源保護工作。
提高公眾認知。相關部門應該大力開展科普宣傳與科學教育,充分利用網絡、報刊、電視、廣播等媒體,通過系列科教片、報刊、雜志、科普讀物等方式,開展視頻展演和講座宣貫等活動,引導社會團體和基層群眾關心、支持、參與到農業種質資源保護工作中。
鼓勵公眾參與。在農業種質資源普查與收集過程中,同步開展相關傳統知識調查、搜集、整理與保護,鼓勵企業、社會組織承擔農業種質資源保護任務,并鼓勵支持個人、社會組織、企業等登記其保存的農業種質資源,對國家資源庫(場、區、圃)沒有收集保存的資源,頒發鑒定證書,形成資源大保護的良好氛圍。同時,加快建立農業種質資源保護表彰獎勵機制,對作出突出貢獻的單位和個人給予表彰獎勵,激發參與資源保護的積極性和主動性。
完善市場機制。加快國家農業種質資源共享利用交易平臺建設,完善資源登記、交流共享、產業化開發有機銜接的利益聯結機制和市場化運行機制,實現以用促保,增加參與資源保護和利用的獲得感。種質資源數據庫作為一種網絡化載體的信息資源,已成為各級物種研究單位資源的重要組成部分。盡管我國已經建立了一批種質資源庫和種質資源網,但仍然存在種質資源重復收集或收集不全、資源共享數量和質量較低等問題。對此,要加快農業種質資源共享利用交易平臺建設,細分農作物、林木、水產等種質資源數據庫,通過網絡平臺發布種質資源信息,提供資源數據檢索查詢服務,推進種質資源信息共享,滿足動植物育種、基礎研究等對農業種質資源的需求,提高資源的利用效率。
挖掘資源文化。圍繞鄉村振興等國家重大戰略,探索公眾參與農業種質資源保護與利用的新模式。鼓勵具有典型民族傳統文化特征的農業種質資源,依法申請商標、地理標志產品保護和重要農業文化遺產等,實現農業種質資源在持續利用中得到更好保護。當某個產品貼上了特定的地理標志,那么它就會和特定的地理和人文因素聯系起來,是該產品質量和品質最有力的證明,從而使產品具有其他同類產品所不具備的獨特優勢。這種優勢在市場經濟條件下直接表現為貼有地理標志的產品的價格要遠遠超出其他同類產品的價格。例如著名的藍山咖啡,這種產自牙買加的咖啡以獨特的品質和聲譽造就了其遠高于其他同類產品的價格,每500 g的售價高達40歐元,是普通咖啡的5~10倍。因此,各地應該積極挖掘特色資源,樹立品牌意識,獲取更高的附加值。
我國種類多、分布廣的種質資源,不僅為我們提供了更多糧棉油、肉蛋奶等優質農產品,讓14億人的口腹之欲更好得到滿足,而且創造了良好的生態環境,成為了人類繁衍發展最基本的物質基礎。在日益激烈的全球競爭中,保護種質資源,更是保障一個國家抵御風險與損失的能力。守護好種質資源這份珍貴的“家底”,不僅是管理部門的職責,更需要你我他的共同努力。