春种一粒粟，秋收万颗子。丰收是人们自古以来的殷切期望。
据国家统计局发布数据显示，2021年全国粮食总产量达到13657亿斤，较上年增加267亿斤，增长率达到2.0%。这是我国粮食产量连续7年保持在1.3万亿斤以上的记录。然而，根据2021年公布的第三次全国国土调查数据，我国耕地面积虽然达到了19.179亿亩，但其中仅有1/3属于高标准农田，而剩下的2/3则是依赖于自然条件的中低产田。因此，尽管我国粮食产量再创新高，但耕地质量总体上还有待提高。
保障粮食安全是一个永恒的话题，而生物育种技术，则是发展现代种业、解决粮食安全问题的重要支撑。
生物育种是现代生物技术育种的统称，主要包括利用转基因、基因编辑、全基因组选择、合成生物等技术，对动物、植物、微生物开展高效、精准、定向改良和品种培育。
20世纪以来，生物育种技术已经历了三次飞跃，分别是上世纪50年代的“高秆变矮秆”的“第一次绿色革命”，上世纪70年代兴起的杂交水稻技术，以及上世纪90年代至今的分子育种阶段。
近日，华大智造联合亿欧智库共同发布了《2023年中国农业分子育种行业发展白皮书》（以下简称“白皮书”），梳理了中国种业发展历程、技术现况、国内外技术及应用发展、面临困境以及战略布局等内容。白皮书指出，得益于测序技术、表型技术、芯片技术的发展，育种技术正在向精准化、高效化、智能化方向发展。
01
谨慎开放，分子育种领域稳步发展
国际上将种业发展分为四个主要时期，原始驯化选育（1.0版），常规育种（2.0版），分子育种（3.0版）和智慧育种（4.0版）。目前已有发达国家进入种业4.0时期，我国育种处于杂交育种（2.0版）与分子育种（3.0版）结合过渡的阶段，其分子育种底层科研技术水平与已步入智慧育种4.0阶段的发达国家差距不大。
当前，生物育种技术及其产业的发展已成为各国提升农业产业竞争力的关键战略。转基因作物的产业化应用正在加速，推动农业生产方式的变革。
我国在生物育种领域的国际科技竞争中早已开始布局。从20世纪80年代中后期开始，国家高技术研究发展计划（863计划）就将功能基因克隆、转基因操作及转基因生物新品种培育技术等列为重要研究内容。2006年，党中央、国务院批准的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》将转基因生物新品种培育列为16个国家科技重大专项之一。近年来，我国不断出台相关政策，强调有序推进生物育种产业化应用。如今，生物育种已成为我国科技发展的重大战略方向之一，形成了自主基因、自主技术、自主品种的创新格局。
在政策的推动下，包括央企在内的投资机构对种业的关注度持续上升，从2022年到2023年1月-8月，中国境内种业各类企业融资事件显著增长。从赛道来看，以博瑞迪、极智基因、齐禾生科、百奥云为代表的创新性育种企业，集中在育种技术服务、基因编辑育种、人工智能和大数据育种方向广受投资机构青睐；从领域来看，主要投向种质资源保护、种业创新攻关、提升种业基地建设等；从投资结构来看，政府投入和社会资本呈现双增态势，但各地区差异性较大。
白皮书指出，无论是政策方面，还是产业变革方面，都提示分子育种领域正在朝着逐步谨慎放开的方向发展。我们相信，在产业链各方的助推下，分子育种技术产业应用将迎来快速发展。
02
打通卡脖子环节：种质资源保护和利用
种质资源是育种工作的基石。目前，中国种质资源库主要专注于样本的保存和农作物种质资源的收集与保护，与国外的技术水平相当。然而，在种质资源的精准鉴定方面，如对其高产、优质等性状的评估，还存在一定的差距。
《中华人民共和国种子法》规定，国务院有关部门和地方各级政府要不断加大种质资源保护力度，夯实现代种业发展基础。截至2022年底，我国长期保存的农作物种质资源数量达到53.9万份，保存林草种质资源10.8万份。目前，我国已构建起以国家种质资源长期库及其复份库为核心、70个中期库（圃）和214个原生境保护区为骨干、省级资源库（圃）为补充的农作物种质资源保护体系。
中国科学院西北高原生物研究所副研究员贾功雪博士指出，与国外种质资源库相比，我国种质资源保藏技术及理论水平与国际同步，甚至不落后。然而，在种质资源鉴定利用方面相对滞后，且尚未形成完整的保护到开发利用体系，这是与国外的差距所在。
当前，我国种质资源重复保存、共享利用不足的问题较为突出。一些地方在建设种质资源保护设施方面存在过度热衷的现象，而一些种质资源在收集保存后并未得到充分有效的利用。数据显示，2022年全国开展精准鉴定评价的农作物种质资源仅占长期保存数量的17%，资源分发数量占长期保存数量的24%。在四川、江苏、湖南等省份，开展精准鉴定的种质资源数量更是仅占10%左右。由于种质资源分散保存在各科研单位，多数资源仅停留在“保存”阶段，未能得到有效利用和共享，产业化应用仍处于空白阶段。
近日，全国人民代表大会常务委员会执法检查组在关于检查《中华人民共和国种子法》实施情况的报告中指出，将进一步统筹推进种质资源收集保存和鉴定利用，推动建立“保用结合、以用促保”机制，夯实育种创新的种质基础。一是科学统筹布局全国农作物种质资源库（圃）建设，二是加强种质资源鉴定和利用，三是强化种质资源共享。加强全国种质资源信息服务、种质资源基因型和表型大数据公共平台建设，以推动资源共享共用。
此外，种质资源库建立还面临资源投入不足并缺乏持续性和基因型检测成本限制。未来随着测序成本的下降及国家、社会资本的不断投入，种质资源鉴定及种子资源库建设将为分子育种技术产业化应用奠定重要发展基础。
03
持续完善商业化育种体系
2023年中央一号文件首次提出加快生物育种商业化步伐，重视生物育种带来的产业变革，我国分子育种行业迎来商业化进程显著推进。数据显示，2022年全国企业育种研发经费超60亿元，较2015年提高了50%以上。博瑞迪创始人张嘉楠认为，国家正在引导企业成为育种的主体，科研单位则提供辅助和服务，企业从市场获取结果，反哺研发端。这种方式可以快速增加经费和规模，使育种研发更具聚焦性。张嘉楠强调：“在过去的小育种单元中存在大量的重复和浪费，而企业端的需求更聚焦，团队也更集中，这有助于提高研发投入的效果。”
当前，我国育成主要农作物品种达7万余个，基本满足农业生产的需求。育成抗虫棉新品种197个，累计推广5.1亿亩，减少农药用量65万吨，带动新增产值累计650亿元。另一方面，我国的转基因水稻、小麦等产品已形成一定储备，转基因大豆、玉米已具备产业化条件。国家知识产权局知识产权发展研究中心发布的《生物育种产业专利导航研究成果》显示，目前我国生物育种专利申请量排名全球第一，其中分子标记育种专利申请量排名已超过美国，成为申请量最多的国家。但总体来看，我国生物育种产业还存在专利布局缺乏基础核心专利的情况。
白皮书强调，为推动种业创新，必须健全商业化育种体系，强化科研机构与企业之间的合作，实现产学研深度融合，并壮大产业主体。唯有如此，我国种业才能在全球竞争中占据更有利的位置，为农业发展注入强大动力。
在贾功雪博士看来，要实现种业的跨越式发展，关键是构建完善的组织体系。当前，我国在种质资源利用、基因挖掘、品种研发、产品开发以及产业化应用等方面尚未形成完整的链条，技术创新方面也有待加强。
此外，种业知识产权保护对分子育种产业发展起到举足轻重的作用，目前，中国分子育种知识产权体系尚不完善，需要进一步完善相关法律法规，为企业营造出良好的竞争环境。
对于生物育种的未来，海南大学热带作物学院副院长夏志强认为，多样化地获取基因型的数据和多样化地获取表型的数据是比较核心的问题。此外，作物育种4.0阶段的核心是大数据驱动的基因组智能设计育种，其跨学科、多技术交叉的特点决定了育种4.0阶段的育种商业运作模式需要多学科领域的技术支撑与产学研一体的研发链条。
智慧育种需要以高质量数据库的建立为基础，但在数据库的建立过程中，也存在基因数据存储、管理、投入成本以及机房空间等问题。国内如华大智造研发的面向农业育种方向基因数据安全需求的“存管算用”BIT产品，覆盖基因测序交付、实验室信息管理系统、基因数据管理系统及多组学科研平台，为BT+IT+AI（生物技术+信息技术+人工智能）深度融合的种业革新提供了有力保障。
夏志强强调，要推动生物育种新技术的创新，国内必须实现交叉学科的深度融合。这一过程不仅涉及到各个领域的专业知识，更需要各层次的人才进行无缝衔接沟通。正如制造智能化装备一样，只有通过大量的交叉学科沟通，我们才能迎来下一代的创新产品。
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