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    農業芯片“卡”在哪兒?

    2月21日,2021年中央一號文件發布,明確提出:“打好種業翻身仗。農業現代化,種子是基礎?!边@場翻身仗怎么打?

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    2021年第3、4期《中國經濟周刊》封面

    2月21日,2021年中央一號文件發布,明確提出:“打好種業翻身仗。農業現代化,種子是基礎。”

    種子被喻為農業“芯片”。長期以來,農業界一直存在種業可能被“卡脖子”的說法。2020年底召開的中央經濟工作會議提出,有序推進生物育種產業化應用,要開展種源“卡脖子”技術攻關,立志打一場種業翻身仗。

    這場翻身仗怎么打?既要發揮集中力量辦大事的制度優勢,也要發揮市場配置資源的決定性作用。中央一號文件對此作了頂層設計和系統部署,并明確了行進的路線圖。

    在這場翻身仗中,種源是重中之重。

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    《中國經濟周刊》 記者 李永華

    1月4日《人民日報》刊發的專訪中,中央農辦主任、農業農村部部長唐仁健表示,黨的十八大以來,現代種業發展取得了明顯成效。農作物自主選育品種面積占比超過95%,水稻、小麥兩大口糧作物品種100%自給,玉米、大豆、生豬等種源立足國內有保障。目前,外資企業占我國種子市場份額的3%左右,進口種子占全國用種量的0.1%。

    他同時坦言,“我國種業自主創新確實與發達國家有差距,一些品種、領域和環節,如果出現極端斷供情況,雖然不會‘一卡就死’,但確實會影響農業發展速度、質量和效益。”

    根據《2019年中國種業發展報告》,2018年我國進口農作物種子7200余萬公斤,進口額4.75億美元,其中蔬菜種子進口額2.28億美元。中國種子貿易協會數據顯示,2019年我國種子進口額4.35億美元,出口額2.11億美元,進出口赤字約為2.24億美元。

    育種專家、隆平生物技術(海南)有限公司總經理呂玉平向《中國經濟周刊》記者解釋道:“我們說種業芯片被‘卡脖子’,其實并不像手機芯片一樣,一旦被斷貨,國內就沒有種子賣,不能種地了,這個風險并不存在。”

    那我國種業“卡脖子”到底卡在哪里?

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    《中國經濟周刊》首席攝影記者  肖翊|攝

    芯片中的晶圓:種質資源

    2020年2月11日,《國務院辦公廳關于加強農業種質資源保護與利用的意見》正式印發時,農業農村部副部長張桃林表示,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整體提高作出了重大貢獻,文昌雞、清遠麻雞等地方種的挖掘利用,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達45%以上。

    種質資源被看作是芯片中的晶圓,沒有好的晶圓造不出尖端芯片,沒有好的種質資源也不可能發展優質的種子。

    在呂玉平看來,“農業芯片”種子被“卡脖子”,指的就是種質資源,以及轉基因性狀、作物基因編輯、高通量表型組、全基因組選擇等高精尖技術。

    杭州瑞豐生物科技有限公司副總裁霍玉剛告訴《中國經濟周刊》記者,好的種質資源是基礎,每一次品種的升級換代都離不開新的核心資源引進或者創制。

    袁隆平雜交水稻的傳奇故事眾所周知,足以體現種質資源至關重要的作用。1970年,袁隆平科研團隊在海南發現一株長相異常的野生稻,袁隆平給它取名為“野敗”,意思是天然的雄性不育野生稻。正是有了“野敗”這一種質資源,袁隆平團隊成功培育出三系雜交水稻,用袁隆平院士自己的話說,“沒有三亞的這株野生稻,就可能沒有雜交稻。”

    一份好的種質資源有時候能夠拯救一個產業,也能成就一家企業?!犊萍既請蟆穲蟮?,上世紀50年代末,美國大豆因感染了囊孢線蟲病,生產瀕于毀滅,后從野生大豆種質資源中篩選出抗囊孢線蟲病的“北京小黑豆”,育成了高產抗病新品種,美國的大豆產業才獲得拯救,產量還躍居世界第一位。

    我國是大豆原產地,數十年前,我國的野生大豆被偷帶出境后,進入美國種質資源庫,被美國孟山都公司發現并提取特有的高產基因,申請專利培育新品種,進而出口我國。

    南通大熊種業科技有限公司是原農業部組建的國家玉米良種重大科研協作攻關聯合體的21家企業之一。該公司首席科學家李平曾在2016年接受《中國經濟周刊》采訪時說,作為“育種原材料”,種質資源是品種培育的起點,決定了未來育種目標的設定與實現。經過長期發展,跨國公司已經基本完成全球種質資源的收集、整理,并根據目標市場農業產業化需求,完成或正在進行多輪次的不斷改良。為了維護競爭中的有利地位,跨國公司不斷強化對其種質資源的知識產權保護,在客觀上已經形成對種質資源的壟斷。

    “受制于資源壟斷,目前我國育種企業僅能使用國外20年前專利過期的種質資源,這無法從根本上改變資源積累、研發起點相對落后的局面。”李平說。

    玉米起源于北美,如今已更新換代到第7代。呂玉平說,中國的玉米產量只有美國的60%,大豆產量只有美國的40%,要趕上美國的產量水平,就只有靠種質資源,但是,每一代種質資源都可能被“卡脖子”。

    他解釋,也許與大眾認知不同的是,盡管玉米品種千差萬別,全球轉基因玉米也就用七八個基因,但各家公司都是用差異化的基因性狀,這些核心基因性狀都掌握在拜耳、科迪華、先正達等巨頭手中,就像手機企業向高通交專利許可費一樣,其他育種企業如要使用這些基因性狀,就要交上一筆高額的性狀許可費。

    生物育種的不少核心技術和設備儀器也存在短板。受訪專家表示,基因編輯技術的專利主要在美國,因此開發類似于基因編輯技術、有自主知識產權的前沿生物技術顯得尤為重要。此外,如高通量表型組、全基因組選擇育種等生物育種核心技術進展較為緩慢,高通量精準高效分子標記檢測儀器也高度依賴進口。

    “保種”壓力大

    種質資源極端重要,然而,我國種質資源現狀存在種種問題。

    據《瞭望》報道,與歐美國家在全世界布局種質資源不同,我國部分品種種質資源主要來自本土物種,存在資源來源窄、保護力度弱等難題。保障農產品安全,當務之急是要打牢種質基礎關。

    在生豬的全產業鏈中,種豬的質量和數量則直接影響到生豬出欄量,我國種豬資源保護卻是業界之痛。

    國內生豬養殖上市公司高管楊林告訴《中國經濟周刊》記者,我國是養豬歷史悠久的國家,也是優質種豬資源豐富的國家,還是全球豬肉消費最多的國家,幾乎吃了全球一半的豬肉,但是,“我國超過80%的種豬都是從國外進口的,本土的種豬資源很多都快消失了。”

    據第二次全國畜禽遺傳資源調查,我國豬品種有125個,其中地方品種88個,85%左右的地方豬群體數量呈下降趨勢,31個品種處于瀕危狀態和瀕臨滅絕。

    楊林說,要保護我國特有的種豬資源,必須要有一定的種群數量,確保核心種群的更新率,這就需要長期投入。“我們企業是做生豬養殖的,規模比較大,主動選擇了個別地方品種來保護,每年都要投入好幾千萬元,這在短期內是沒什么回報的。”

    2021年,湖南省兩會期間,湖南省人大代表、湘村高科農業股份有限公司董事長楊文蓮提醒說,種豬就好比芯片,中國大多種豬靠進口,但疫情等因素會對進口種豬造成一定影響。

    楊文蓮表示,業內都知道優質種豬的重要性,但是囿于培養期長、投入巨大等原因,不敢輕易嘗試;政府部門需進一步加大推廣種豬資源的力度。湘村黑豬是湖南目前唯一一個通過國家審定的有自主知識產權的優良新品種,“光品種的培育就花了二三十年時間。”

    種豬如此,主要糧食作物的種質資源也亟須“保種”。據統計,我國主要糧食作物地方品種的數目,1956年有11590個,2014年則僅剩3271個,主要糧食作物地方品種消失比例高達71.8%。

    新華社曾報道,湖南省普查的79個縣,1956年有水稻地方品種1366個,1981年為644個,2014年僅有80個,只占1956年的6%。據了解,其他主要作物地方品種的情況也基本相似。

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    在隆平高科水稻基地,農業技術工人搶抓晴好天氣在田間忙碌。

    創新保護制度待完善

    業內專家指出,由于對原始創新保護制度的不完善,加上種質資源創新投資大、周期長、見效慢,我國農作物育種漸漸出現以修飾、模仿居多的現象,造成品種同質化嚴重。

    僅從數量上看,我國種業創新可謂層出不窮,水稻、玉米等作物新品種連年翻番增長,光是水稻每年的國審新品種就能有數百個,省級審定品種的數量之多就更不用說了。

    新品種一個個呱呱落地,但真正有創新價值的品種其實并不多。國家雜交水稻工程技術研究中心的一位專家曾告訴《中國經濟周刊》記者,不同于發達國家主要依托種業巨頭創新品種,我國種業新品種主要來自科研機構,但是,不少新品種是為了創新而創新,是修飾性的新品種。

    該專家說,這與科研考核機制有關,育種科研機構考核最重要的指揮棒是審定新品種,有新品種就有研究經費,有的單位就干脆利用現有的品種加上一點“美顏”變為一個新品種。

    因為沒有實質性的突破,這些新品種往往一出生就被束之高閣。據四川省種子站的數據,截至2019年底,川審品種達485個,其中有效品種283個,2019年種植品種201個,占總審定品種的41.44%,超過一半的品種沒有推廣。

    相比之下,外資種業巨頭的優勢品種具有強大的市場生命力。

    南通大熊種業首席科學家李平說,美國先鋒公司研發的玉米品種“先玉335”,已經連續多年成為國內利潤最大的單一品種;德國KWS公司研發的德美亞系列品種在東北早熟區市場占據絕對優勢地位。

    一邊是“美顏”式創新,一邊是原始創新保護力度還不夠。湖南水稻研究所副所長、研究員張玉燭對《中國經濟周刊》說:“培養一個好品種至少10年以上,可是,我們研究的種子還在試驗田,套牌就開始有人賣了。”

    這種情況長期存在。隆平高科副總裁兼首席科學家楊遠柱回憶,20世紀90年代初,“當時,我在懷化市農科所成立了一家種子公司,專門開發自己選育的兩個常規早稻品種。但是,一個品種在一個縣賣一年,第二年就沒市場了。第一年,我們賣了34萬斤種子到新化縣種子公司;第二年,他們不僅自己有了,還對外縣進行銷售。這一年,我們賣了25萬斤種子到華容縣,第三年華容全縣都有了。”

    有業內人士向《中國經濟周刊》記者總結說,國內種子科研存在的問題不少,一是種質資源鑒定、改良、創新和分子育種等基礎性研究薄弱,商業育種也難以持續創新;二是很多科研單位不進行公益性研究,卻都聚焦在低端培育雜交品種上;三是考核科研人員的指揮棒是發表論文和職稱評定,這導致科研成果的轉化率非常低,進而也妨礙了種業的產業化。

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