玉米是我國第一大作物，是確保國家糧食安全的重要支撐。在近日舉行的“加快生物育種創新，保障國家糧食安全”全國媒體報道沙龍上，中國農業科學院生物技術研究所所長李新海指出，原創性的基因、種質和技術是玉米種業發展基礎，應不斷強化優異種質自主創新，確保我國玉米種業持續發展。
缺乏優異種質資源
種質是品種選育的物質基礎。地方品種、育種材料、品種以及野生近緣植物等都屬于種質
我國不是玉米原產國，600多年前玉米傳入我國。2019年，我國玉米單產較1949年增長5.6倍，這也得益于品種的持續更新換代。
新中國建立初期，我國玉米種植面積1100萬公頃，有12000個地方品種；現在我國玉米種植面積達到4200萬公頃左右，年推廣面積10萬畝以上的雜交種不足1000個。
“盡管推廣雜交種提高了玉米的生產水平，但種質基礎漸趨狹窄。”李新海說。
美國保存了7萬多份玉米種質，其中原杜邦先鋒等種業公司擁有世界上最大規模的玉米商業化種質資源。美國玉米種質具有莖稈強韌、生育期短、耐密、籽粒脫水快、適合機械化等特點。
此外，國際玉米小麥改良中心也保存了相當數量的玉米種質，其層次分明，血緣清晰，從群體和基因庫中選育自交系，類型豐富，各具特色，雜種優勢模式明晰。
我國玉米品種選育對國外種質有相當大的依賴性，期間從美國引進較多現代育種種質。有研究表明，美國玉米種質利用率每增加一個百分點，我國玉米平均產量增益約10kg/hm2。
目前，我國玉米形成了四平頭、旅大紅骨、蘭卡斯特、Reid等雜種優勢群。其中，四平頭和旅大紅骨是我國本土化種質，從這兩類種質選育的自交系支撐培育出鄭單958、丹玉13等一些重要品種。我國玉米種質具有抗逆性強、配合力中等，但成熟期偏長、脫水慢、不適應機械化等特點。
李新海指出，總的來看，我國擁有的玉米種質資源數量尚可，但缺乏對種質有效遺傳變異的深入認識，缺乏與育種目標相適應的優質、抗逆、耐密抗倒、適宜機械化的優異種質。
原創性技術是種質改良基礎
2013年，《國務院辦公廳關于深化種業體制改革提高創新能力的意見》指出，加快推進現代種業發展，建設種業強國，為國家糧食安全、生態安全和農林業持續穩定發展提供根本性保障。
“建成種業科技強國的標志是要有自己原創性的種質、技術和理論，最后體現在品種上，才能支撐科技強國。”李新海說，優異種質可以利用現有的種質資源，但是要以此為基礎創造出能夠滿足新時期玉米生產需求的種質。
“更重要的是，我國育種家利用現有的育種材料，通過多基因聚合的方式，需要創造新的種質來滿足玉米種業發展需求。”李新海強調，如果玉米種質資源的引進交流渠道不暢通，依靠自主創新種質來滿足玉米新品種選育需要就顯得尤為重要。
“從國際競爭和國內需求的角度，要保持玉米種業持續發展和玉米生產用種安全，都需要在‘十四五’時期突破玉米優異種質的瓶頸制約。”李新海說。
他認為，生物技術是提高種質創新效率的重要手段，包括分子標記技術、轉基因技術、單倍體技術、基因編輯技術等。
為實現高效率的玉米種質改良與創新，李新海建議，遵循雜種優勢模式，采取循環改良策略，積累和提高等位基因頻率；采用逆境壓力，創造有利于暴露基因型與環境互作的環境，把遺傳方差最大化，有利于選擇目標個體；利用分子標記、轉基因、基因編輯等提升定向改良效率，通過全基因組選擇提高復雜性狀的選擇效率。
健全現代玉米種業科技創新體系
當前，我國玉米種業科技創新體系尚未健全，存在種業創新機制和政策不完善、科技創新能力與發達國家相比仍有差距、品種培育尚不能滿足高質量發展需求、知識產權保護較為薄弱等問題。
李新海建議，首先需完善建立“雙輪驅動”的現代玉米種業科技創新體系，形成公益性基礎研究與商業育種緊密結合的創新體系。健全以玉米種質資源收集評價與創新、基礎理論與共性技術研究為主的基礎研究體系；形成企業為主體，大規模、高通量、專業化、流水線的玉米商業化育種體系；構建產權明晰、開放共享的成果轉化體系；確立以企業為主體的技術創新投入體系。
其次，強化種源“卡脖子”技術自主創新。夯實育種源頭創新，搶救性保護稀有種質資源，開展種質資源形成與演化機制等基礎研究，加大優異種質創新；突破“卡脖子”關鍵核心技術，如基因編輯、合成生物學、全基因組選擇、人工智能設計等前沿高新技術，推動傳統育種技術改造升級，實現育種精準化、智能化和工程化；建立生物育種大數據平臺，提高育種效率，搶占制高點。
再次，健全生物種業發展政策。健全知識產權管理政策，確保原始創新能力提升；優化種業投資政策，加大財政資金投入，充分發揮資本的功能和作用，支撐全產業鏈創新能力；制定出臺生物育種產業化政策，保障核心競爭力。
缺乏優異種質資源
種質是品種選育的物質基礎。地方品種、育種材料、品種以及野生近緣植物等都屬于種質
我國不是玉米原產國，600多年前玉米傳入我國。2019年，我國玉米單產較1949年增長5.6倍，這也得益于品種的持續更新換代。
新中國建立初期，我國玉米種植面積1100萬公頃，有12000個地方品種；現在我國玉米種植面積達到4200萬公頃左右，年推廣面積10萬畝以上的雜交種不足1000個。
“盡管推廣雜交種提高了玉米的生產水平，但種質基礎漸趨狹窄。”李新海說。
美國保存了7萬多份玉米種質，其中原杜邦先鋒等種業公司擁有世界上最大規模的玉米商業化種質資源。美國玉米種質具有莖稈強韌、生育期短、耐密、籽粒脫水快、適合機械化等特點。
此外，國際玉米小麥改良中心也保存了相當數量的玉米種質，其層次分明，血緣清晰，從群體和基因庫中選育自交系，類型豐富，各具特色，雜種優勢模式明晰。
我國玉米品種選育對國外種質有相當大的依賴性，期間從美國引進較多現代育種種質。有研究表明，美國玉米種質利用率每增加一個百分點，我國玉米平均產量增益約10kg/hm2。
目前，我國玉米形成了四平頭、旅大紅骨、蘭卡斯特、Reid等雜種優勢群。其中，四平頭和旅大紅骨是我國本土化種質，從這兩類種質選育的自交系支撐培育出鄭單958、丹玉13等一些重要品種。我國玉米種質具有抗逆性強、配合力中等，但成熟期偏長、脫水慢、不適應機械化等特點。
李新海指出，總的來看，我國擁有的玉米種質資源數量尚可，但缺乏對種質有效遺傳變異的深入認識，缺乏與育種目標相適應的優質、抗逆、耐密抗倒、適宜機械化的優異種質。
原創性技術是種質改良基礎
2013年，《國務院辦公廳關于深化種業體制改革提高創新能力的意見》指出，加快推進現代種業發展，建設種業強國，為國家糧食安全、生態安全和農林業持續穩定發展提供根本性保障。
“建成種業科技強國的標志是要有自己原創性的種質、技術和理論，最后體現在品種上，才能支撐科技強國。”李新海說，優異種質可以利用現有的種質資源，但是要以此為基礎創造出能夠滿足新時期玉米生產需求的種質。
“更重要的是，我國育種家利用現有的育種材料，通過多基因聚合的方式，需要創造新的種質來滿足玉米種業發展需求。”李新海強調，如果玉米種質資源的引進交流渠道不暢通，依靠自主創新種質來滿足玉米新品種選育需要就顯得尤為重要。
“從國際競爭和國內需求的角度，要保持玉米種業持續發展和玉米生產用種安全，都需要在‘十四五’時期突破玉米優異種質的瓶頸制約。”李新海說。
他認為，生物技術是提高種質創新效率的重要手段，包括分子標記技術、轉基因技術、單倍體技術、基因編輯技術等。
為實現高效率的玉米種質改良與創新，李新海建議，遵循雜種優勢模式，采取循環改良策略，積累和提高等位基因頻率；采用逆境壓力，創造有利于暴露基因型與環境互作的環境，把遺傳方差最大化，有利于選擇目標個體；利用分子標記、轉基因、基因編輯等提升定向改良效率，通過全基因組選擇提高復雜性狀的選擇效率。
健全現代玉米種業科技創新體系
當前，我國玉米種業科技創新體系尚未健全，存在種業創新機制和政策不完善、科技創新能力與發達國家相比仍有差距、品種培育尚不能滿足高質量發展需求、知識產權保護較為薄弱等問題。
李新海建議，首先需完善建立“雙輪驅動”的現代玉米種業科技創新體系，形成公益性基礎研究與商業育種緊密結合的創新體系。健全以玉米種質資源收集評價與創新、基礎理論與共性技術研究為主的基礎研究體系；形成企業為主體，大規模、高通量、專業化、流水線的玉米商業化育種體系；構建產權明晰、開放共享的成果轉化體系；確立以企業為主體的技術創新投入體系。
其次，強化種源“卡脖子”技術自主創新。夯實育種源頭創新，搶救性保護稀有種質資源，開展種質資源形成與演化機制等基礎研究，加大優異種質創新；突破“卡脖子”關鍵核心技術，如基因編輯、合成生物學、全基因組選擇、人工智能設計等前沿高新技術，推動傳統育種技術改造升級，實現育種精準化、智能化和工程化；建立生物育種大數據平臺，提高育種效率，搶占制高點。
再次，健全生物種業發展政策。健全知識產權管理政策，確保原始創新能力提升；優化種業投資政策，加大財政資金投入，充分發揮資本的功能和作用，支撐全產業鏈創新能力；制定出臺生物育種產業化政策，保障核心競爭力。
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