中國工程院院士榮廷昭
目前我國玉米種植自主選育品種面積佔比超過90%，玉米單產從2001年的313公斤/畝，提高到2020年的421公斤/畝，玉米育種對單產水平的貢獻佔到45%以上
與先進國家相比，我國玉米育種總體上還存有一定差距，在不同領域呈現出領跑、並跑和跟跑共存的態勢
我國玉米單產水平目前只有世界先進水平的60%左右，面臨利用優良品種選育與應用提高玉米單產的強烈現實需求
文 |《瞭望》新聞週刊記者 扈永順 劉苗苗
玉米是我國生產面積最大的糧食作物，約佔糧食種植總面積的35%，其產量接近全年糧食總產量的40%，對保障國家糧食安全具有舉足輕重的作用。
我國是世界第二大玉米生產國，但不是玉米起源地，種質資源匱乏，玉米育種很大程度上依賴外來種質的引進與利用。依託科技創新突破，目前我國玉米種植自主選育品種面積佔比達到90%以上。玉米單產從2001年的313公斤/畝，提高到2020年的421公斤/畝，玉米育種對單產水平的貢獻佔到45%以上。
從單產增長和自主品種佔比這兩個因素看，我國玉米育種科技進步很快，玉米育種水平總體上已躍居世界先進行列。另一方面，我國玉米單產水平目前只有世界先進水平的60%左右，面臨利用優良品種選育與應用提高玉米單產的強烈現實需求。如何破解我國玉米種業發展“卡脖子”問題，突破單產瓶頸？《瞭望》新聞週刊記者專訪了中國工程院院士、四川農業大學玉米研究所榮譽所長榮廷昭。
我國玉米育種總體位居世界先進行列
《瞭望》：
玉米是我國生產面積最大的糧食作物，我國玉米育種水平在國際上處於什麼位置？
榮廷昭：
我和我的團隊認為，整體來看，我國玉米育種科技進步很快，有效支撐了國家玉米生產和產業發展，為保障國家糧食安全作出了重大貢獻。
“十三五”以來，新培育了一批豐產、穩產、宜機收籽粒新品種，在鮮食玉米和青貯玉米品種選育上成效顯著，進一步呈現出專用化和多樣化的良好發展態勢。
在前沿基礎研究方面，我國科學家近年來取得了系列創新成果；先後克隆解析了一批玉米產量、株型、抗病、耐旱等多個重要性狀的關鍵基因，發表的高水平研究論文處於全球第一方陣。
現代育種技術研發方面，在單倍體育種、轉基因、基因編輯、全基因組選擇等領域某些關鍵技術有所突破，提升了我國玉米育種的技術水平。
與美國等先進國家相比，我國玉米育種總體上還存有一定差距，在不同領域呈現出領跑、並跑和跟跑共存的態勢。
《瞭望》：
你帶領團隊取得了哪些玉米種業核心技術突破？
榮廷昭：
我們四川農業大學玉米研究所立足西南，圍繞我國玉米遺傳育種關鍵技術和應用基礎理論，致力於玉米種質創新、雜種優勢利用和重要育種目標性狀遺傳基礎研究，推動西南及我國玉米種業發展。
一是創新了熱帶種質選系方法，創制系列骨幹自交系，育種利用成效顯著。上世紀80年代，團隊提出合成“育種用群體”，設計了把群體遺傳研究、群體改良與自交系、雜交種選育同步進行的育種新方法，提出熱帶種質直接選系新途徑，把熱帶種質的優點與溫帶種質的優點組合到雜交的一代種中，即“溫帶種質×熱帶種質”組配模式，成功選育西南玉米育種第二輪優良骨幹自交系48-2和S37。這兩個自交系所組配的川單9號、雅玉2號及貴畢系列等代表性的豐抗兼優雜交種10餘個，推廣期間增產玉米20多億公斤。
“十三五”期間我們最新培育的“川單99”，具有高產穩產、抗倒抗逆、適應性廣和糧飼兼用等突出特點，在生產示範中創造了我國南方玉米30畝以上連片的平均畝產1078。17公斤高產紀錄，2022年還有望透過黃淮海地區國家審定，該品種已成為西南區最具市場影響力和推廣面積最大的品種。
二是開創了玉米近緣屬資源在玉米營養體雜種優勢利用上的新途徑。為解決在南方發展草食性畜牧業所面臨的飼草料短缺矛盾，提出了利用玉米近緣屬（種）多分櫱、再生能力強、生長茂盛、抗逆性好和栽培玉米生產種子容易等特點選育新型“飼草玉米”品種的技術路線，攻克了玉米近緣屬/種間雜交障礙與生產利用的國際性難題，首創了玉米/近緣屬人工合成新材料，提供了培育飼草型玉米品種原創性種質，選育推廣了“玉草5號”等多年生系列飼草型新品種，取得了良好的社會與生態效益。
三是推動了西南玉米育種重要性狀的遺傳基礎研究。鑑定了一批耐旱、耐低磷、耐穗腐的抗逆資源，克隆了多個抗逆、抗病、養分高效和雄性不育等性狀的功能基因，在全基因組選擇方法上做了新的探索，取得了積極進展。
下一步，我們將圍繞籽粒玉米、鮮食玉米、青貯飼草玉米的種質創新和抗逆、抗病、高產、優質和宜機收等重要育種目標性狀遺傳基礎及前沿生物技術開展科學研究與技術攻關。
2021年10月10日，吉林省吉林市樺皮廠鎮周邊村屯農民收割玉米 許暢攝/本刊
玉米單產只有世界先進水平的60%
《瞭望》：
我國玉米單產水平目前只有世界先進水平的60%左右。我國玉米種業發展的“卡脖子”問題有哪些？
榮廷昭：
我國玉米單產水平較低，不全是玉米品種的因素。
玉米單產是由品種、耕地、氣候、栽培技術、生產方式以及投入等綜合因素決定的。我國玉米生產條件遠不如美國、歐洲等世界先進水平區域，也不及阿根廷、巴西等南美國家，而且我國不同區域之間還有很大差異。
我國除東北、華北有相對較好的生產條件之外，黃淮海夏玉米區主體上是一年兩熟制，單產低於一年一熟制；西南丘陵山地玉米區的生產條件更為薄弱和複雜多樣，單產顯著低於全國平均水平。
但是，優良品種選育與應用確實是提高玉米單產的關鍵因素。比如，四川農業大學玉米研究所培育的“川單99”，在生產示範中創造了畝均1078。17公斤的高產紀錄，將為提升西南區的玉米單產提供新的科技支撐。
目前我國玉米種業發展面臨以下幾個亟需突破的關鍵問題。
一是種質資源及相關基礎研究仍然薄弱，原創性種質缺乏。我國玉米育種在很大程度上依賴外來種質的引進與利用。目前對現已經收集儲存資源的精準鑑定和優異基因挖掘較薄弱，難以有效支撐種質改良取得重大突破。突出表現在，一些育種單位一旦發現國內外有苗頭的優良新品種，就千軍萬馬走獨木橋，進行模仿育種或修飾改良，而不是堅持漸進式、迭代式改良。這導致近年來雖然審定了一大批品種，但同質化嚴重，自主原創性突破種質少。
另一方面，圍繞種質資源的基礎研究不夠深入和系統，跟蹤前沿生物技術和熱點領域的研究較多，具有獨立原創探索性的研究較少，所產生的資料或揭示的機理創新性不強，對玉米育種理論或方法具有原創性的指導有限。
二是關鍵育種技術的研發應用不足，提升育種整體水平有限。以優良種質為基礎，廣泛應用以轉基因和分子標記為主體的現代生物技術手段，是增加特殊性狀、提高選育效率和縮短育種週期的主要途徑。目前我國在育種技術上尚處於從“傳統常規育種2。0”向“分子育種3。0”融合階段，以基因編輯、全基因組選擇、人工智慧設計育種為代表的現代玉米生物育種技術仍處於研發階段；大資料分析、資訊化以及軟體系統開發與應用不夠；玉米分子育種技術和常規育種在實際應用中結合還不夠緊密，對育種整體技術水平提升作用有限，現有生產品種幾乎全是利用常規方法選育而成。
三是產業研發組織模式效率不高，種業國際競爭力不強。我國長期以來育種研發創新力量主要聚集在科研院所，企業主要從事種子生產推廣經營，商業化育種起步晚。隨著2000年種子法出臺，激勵和增加了企業從事育種研發的隊伍，但存在科研資源分散和低水平重複等問題。
技術+體系，打贏玉米種業翻身仗
《瞭望》：
你認為我國玉米種業關鍵技術攻關的主要方向應包括哪些？
榮廷昭：
我們團隊共同研究認為，我國玉米種業關鍵技術攻關總體上應以優良種源創新為目標，加強生物技術育種與傳統育種技術的緊密結合，持續推動傳統育種技術的改造升級，實現育種精準化、高效化和規模化。同時需要研發種子安全高效生產的工程化技術。
一是優異資源發掘與利用。加強優良種質資源的收集、保護和鑑定工作，建立不同生態區域的標準化、高通量試驗鑑定平臺，實現玉米種質資源的快速精準鑑定，對錶型優異、分屬不同雜優類群的優異種質，開展目標性狀的規模化、精準鑑定與多生態評價。
二是現代生物技術育種研發與應用。加快轉基因技術產業化應用，是縮小與世界先進育種水平差距的重要途徑。突破基因編輯、全基因組選擇、分子設計育種等前沿育種技術的研發瓶頸，開展人工智慧技術、大資料深度融合技術研發，並加大這些前沿技術在育種程式中的應用探索，為提升我國育種技術水平提供有效支撐。
三是玉米育種前沿基礎理論研究。加大利用和發展組學技術，強化玉米分子生物學、基因工程技術的應用，規模化挖掘玉米高產和綠色高效等重要農藝性狀形成的關鍵基因，解析性狀調控網路和種質資源演化規律，攻克重要性狀形成的分子基礎等重大科學問題，為創制突破性新種質提供技術基礎和基因資源。
《瞭望》：
推動形成以育種企業為主體、產學研企結合，育繁推一體化的育種體系，在體制機制創新方面，你有哪些建議？
榮廷昭：
一是健全種業創新鏈組織體系。參照發達國家經驗和我國發展實際，充分發揮科研院所和企業的雙向互補優勢，構建具有中國特色的種業創新鏈研發體系；形成科研院所以玉米種質資源發掘創新、基礎理論與共性技術攻關為主體和企業聚焦流水線、規模化、商業化育種的研發任務分工組織體系。
二是深化科企合作的利益聯結機制。育種體系構建要以市場為導向、以利益聯結為基礎，逐步形成以企業投資為主體和政府專案經費為激勵的投資體系，保障科研院所的研發經費，切實提高科研人員待遇，使從事上游的公益性研究人員能潛心攻克種源創新關鍵技術和創制原創新種質，突破科企之間以品種轉讓為主體的簡單合作關係。
三是切實加強智慧財產權保護。新種子法強調了對原始品種的保護，將對保護創新和投資積極性起到促進作用。從長遠來看，要考慮加入UPOV公約1991版，進一步加大智慧財產權保護力度，從根本上激勵企業加大研發經費投入。
《瞭望》：
如何才能打贏玉米種業翻身仗？
榮廷昭：
建議把支援玉米種業發展列為國家中長期戰略規劃。玉米種業科技具有研發週期長和生命科學前沿技術應用廣泛的雙重屬性，是大國競爭的高科技領域，需要持之以恆與久久為功。
重視玉米種業發展規劃的區域性。我國幅員遼闊，不同玉米生態區具有獨特的氣候條件，育種目標和種質利用區域特色明顯。對玉米育種科研計劃既要堅持分層分工，也要分割槽域組織，統籌支援中央和地方的科研力量。
加大種業高層次人才培養。科研院校在培養人才的過程中要加強與種業企業的合作，瞭解種業和育種發展需要什麼樣的人才，避免人才培養的單一化和知識結構的不合理，分類培養適應現代生物技術育種要求的高階人才隊伍，為打好玉米種業翻身仗做好人才支撐。
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