實施種業強國戰略,落實種業振興行動,是貫徹落實習近平總書記“實現種業科技自立自強,種源自主可控”指示的要求,是種業工作者在全面構建新發展格局中的歷史自覺和使命擔當。我國馬鈴薯種業發展成效顯著,但依舊存在瓶頸問題。如何打好種業翻身仗,實現馬鈴薯種業科技高水平自立自強和種源全面自主可控,是我們面臨的挑戰。
我國馬鈴薯種業發展現狀
馬鈴薯營養全面豐富,在我國各地廣泛種植,對于保障我國糧食安全、鞏固拓展脫貧攻堅成果、全面推進鄉村振興和滿足人民美好生活有重要作用。“十三五”期間,全國年均種植7410萬畝、鮮薯總產量9615萬噸,平均畝產1297公斤。2020年全國種植7268萬畝、總產鮮薯9762萬噸,畝產鮮薯1343公斤。
目前,全國大約保存種質資源6000多份次(包括復份),數量是20世紀末的5倍。研究結果證實了我國馬鈴薯品種和種質資源遺傳背景狹窄、遺傳多樣性差。比歐美整整晚了近百年,直到20世紀60年代我國才育成了自主知識產權的馬鈴薯新品種。近20年來,共育成了552個審定或登記新品種,是上個世紀50多年育成新品種的3倍,且類型更豐富、外觀和營養品質顯著改善,加工用品種的比例從零增加到15%。2019年推廣5萬畝以上的品種100多個。目前在生產上,國外品種面積占25%左右,尤其早熟品種占49%。
我國脫毒種薯生產技術研究始于1970年代,直到上個世紀末基本形成以組培快繁、微型薯繁殖和田間種薯生產技術為基礎的脫毒種薯生產技術體系。2000年,與種薯相關的一系列國家、行業標準和技術規程相繼出臺,財政和企業投入建設了數百個種業相關項目和基地。“十三五”期間,農業農村部在北方一季作和西南高海拔地區認定了30來個國家區域性良繁基地。種薯生產主體已從科研單位和主產區分散農戶轉變為企業。據調查,2020年全國規模以上種薯企業360多家,生產原原種近31億粒,全國繁種面積230萬畝以上,生產各級種薯400萬噸左右,二級種薯以內覆蓋率45.9%,較2006年增加了一倍。
我國馬鈴薯種業發展存在的關鍵問題
目前,新品種選育主體是科研單位和大專院校,種薯繁育和推廣主要是企業。但由于研發投入嚴重不足,種業創新明顯滯后于產業發展。如“十三五”重點研發計劃中馬鈴薯育種僅僅得到600多萬元經費支持。同時,因登記品種真實性鑒定和品種權保護難、經營成本高和風險大等問題,企業缺乏創新能力和動力。
優異種質資源不足,資源引進、精準鑒定、評價和共享困難,品種專用性不強成為馬鈴薯種業發展“卡脖子”問題。我國保存的馬鈴薯種質資源不到全球保存數量的8.5%。目前加工品種基本上是國外引進品種,早熟種植面積中,外國品種已占49%。
種薯生產面臨成本高和質量差的嚴重挑戰。種薯生產體系中的組織培養和原原種生產環節投入多、產能過大,而種薯基地建設投資偏少、基礎條件差,限制了整個體系的最終效率。有效的質量檢測和監控體系尚未建立,造成生產非標準化,種薯質量良莠不齊,市場秩序混亂、競爭無序。目前脫毒種薯應用率不到先進國家的50%。
我國馬鈴薯種業創新的重要進展
我國主導完成了馬鈴薯雙單倍體DM全基因組框架圖,最近通過分子設計培育出二倍體雜交種,取得了標志性成果。明確了與部分重要性狀形成、重要物質合成和塊莖發育相關的分子機理,精細定位和克隆了產量、品質和抗性等相關的功能基因(位點),為分子設計育種提供了理論基礎。開發了抗病性、熟性和蛋白含量等一大批重要性狀的分子標記并建立輔助選擇技術。孤雌生殖誘導、2n配子利用和體細胞融合等倍性技術得到應用并育成了品種。
我國還完成了2000多份種質資源編目,建立了國家馬鈴薯種質資源數據庫,篩選了一批優異種質并用于育種材料創新中。育成了740多個審定和登記新品種,其中“十三五”期間育成了227個,且品種類型更豐富,加工品種和早熟品種顯著增加了25.11%和28.19%。病毒快速脫除、組培快繁以及基質、霧培和水培等多種技術應用于原原種繁殖。種薯質量認證試點示范進行了4年,已完成實施方案。
“十三五”時期,中國農科院研究團隊遵照習近平總書記“四個面向”總體要求,持續加強馬鈴薯基礎研究、關鍵技術研發和重大新品種培育等工作。在二倍體馬鈴薯分子設計育種技術上取得了重大成果,四倍體育種上建立了熟性、抗病抗逆和營養品質等常規技術與分子標記輔助選擇相結合的育種技術,育成中薯系列新品種30多個,其中“中薯早35”“中薯早43”和“中薯27號”是抗病抗逆綠色優質新品種。“早熟優質多抗馬鈴薯新品種選育與應用”2017年獲得國家科技進步二等獎,2021年馬鈴薯產業技術扶貧團隊獲得了中共中央國務院全國脫貧攻堅先進集體表彰。
打好馬鈴薯種業翻身仗的建議
一是堅持科技創新、企業主體和市場導向,構建以公益性研究為主體的資源保存和鑒定、重要性狀遺傳解析和改良、育種新技術研發、材料創制和新品種培育,以企業為主的商業化品種選育、脫毒種薯繁育和市場流通,以獨立第三方為主的脫毒核心苗供應、種薯質量監督檢測,各環節有機銜接利益共享的馬鈴薯種業體系,實現品種專用化、種薯生產標準化和質量可控化,打好種業翻身仗。
二是探索多元化投入機制,增加研發投入,將馬鈴薯種業創新列入國家相關科技計劃,鼓勵企業和社會投入,推動良種科研聯合攻關,形成符合我國馬鈴薯種業發展需求、技術先進可靠、成效客觀評價、利益合理分享、政產學研用結合的新機制,鞏固科研單位公益性創新優勢,增強企業創新能力,構建種質發掘與創制、生物育種技術研發、新品種(系)測試和種薯繁育等協同創新平臺,持續創制優異種質和選育重大新品種,切實提升我國馬鈴薯種業自主創新能力。
三是加強種質資源收集、評價和創新利用。推進國內種質資源的收集和整理工作,摸清我國現有種質資源家底;通過多種途徑收集和引進國外種質資源,構建高通量精準鑒定平臺,發掘特異種質材料,定向改良創制多抗、優質和特色新種質,并應用于育種進程。
四是選育綠色優質重大新品種。面向保障糧食安全、鄉村振興、美好生活和產業高質量發展的重大需求,建立綠色智能化育種技術體系和全國范圍規模化品種測試體系,加強國家品種試驗,培育綠色優質專用馬鈴薯新品種,重點選育抗晚疫病和土傳病害、耐旱、高水肥利用效率的綠色優質、早熟、加工專用和高營養新品種。
五是優化種薯繁育和質量控制技術,實施種薯質量認證制度,實現標準化生產,提高優質種薯應用率。建立低能耗、高繁殖率和勞動力節省的高效種薯繁育技術體系,高檢測準確率、大通量、低成本和規范化的種薯質量控制技術體系,安全、高效和智能的種薯采后加工和貯藏技術體系。以企業為主體、整合各類資金,合理布局種薯生產基地,加強區域性良繁基地建設,實現標準化種薯生產,引導扶持企業打造品牌,推動有序競爭,增強優質種薯的供應能力。建設第三方檢測機構,實行種薯質量認證制度和溯源制度,規范市場流通秩序,將全國優質脫毒種薯應用率提高到60%。
六是加強品種管理和知識產權保護,實現品種真實性鑒定,明確新品種的區域適宜性、豐產性和專用性;增強品種權保護力度,建立共享和成果轉化機制,促進科企合作,通過材料共享、成果轉化和人才培養等提升企業創新能力,推動商業化品種選育。
七是增強新品種示范和推廣能力,推動品種更新換代。發揮科研單位的平臺人才優勢、企業的基地條件和市場感知優勢以及專業合作社的延伸優勢,進行全國范圍的新品種示范和推廣。區域性良種繁育基地,加強對市場需求強的苗頭新品種的展示和表現突出品種的示范,推廣和培育重大突破型品種,促進主栽品種更新換代。