图为赵久然在实验室研究玉米新品种。（作者供图）
编者按 党的二十届三中全会提出，当前和今后一个时期是以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业的关键时期。中国科协科普部联合新华网、科普时报社，特邀院士专家，畅谈科技强国。本期“科普话强国”栏目，带领读者走进北京市农林科学院玉米研究所，探寻玉米“芯”路历程。
科普话强国
种子是农业的“芯片”，农业现代化，种子是基础。作为我国第一大粮食作物，玉米年产量占全国粮食总产量约四成。因此，一粒小小的玉米种子，关系到国人饭碗与国家粮食安全。
玉米按用途分为三大种类
我国玉米种植范围非常广，主要产区有四个，即东北和华北春播玉米区、黄淮海夏播玉米区、西北春播玉米区，以及西南玉米区。玉米每年总产量近3亿吨，是我国总产量最高的粮食作物。
从用途上看，玉米可分为三大种类。第一类是籽粒用玉米，主要用于饲料和工业加工原料，或直接用作口粮和食品原料等。在我国，这类玉米种植面积最大，每年种植6.5亿亩左右。第二类是青贮玉米，在成熟前将秸秆连带果穗一起收获，切碎发酵后，用作牛羊等草食牲畜的基础饲料。第三类是鲜食玉米，即采摘收获和食用鲜嫩果穗或籽粒的玉米。市场上所说的“水果玉米”指的就是鲜食玉米，包括糯玉米、甜玉米、甜加糯型玉米等；常见的紫玉米、黑玉米等鲜果穗玉米也都属于鲜食玉米。目前，我国已成为全球最大的鲜食玉米生产国和消费国。
培育良种是万里挑一的过程
种子是农业的“芯片”，每粒种子都有数万个基因，决定着产量、品质、抗性等各方面的性状。玉米良种对增产的贡献率已达到40%以上。
一个好的鲜食玉米新品种，除了各方面性状优良外，从生产和产业角度看，还要符合“三好”标准：好种植，普通玉米怎么种它就可以怎么种；好吃，受到广大消费者认可和欢迎；好销售，市场渠道畅通，农民种的玉米都能够及时销出去。
但要培育一个各方面都优秀的玉米品种，谈何容易。新品种选育是一个漫长、繁杂的过程。科研人员要将具有不同优点的玉米材料通过杂交，让基因重新组合产生大量性状变异，将适合生产需要的好材料鉴选出来，培育出能够稳定遗传的优良自交系亲本，再进一步培育杂交品种。培育出好的杂交品种是一个万里挑一的过程。
此外，与种业强国相比，我国玉米育种工作起步较晚。打好种业翻身仗，就要开展种源“卡脖子”技术攻关。当前不断涌现的新技术、新手段，为育种工作提供了新理念与技术支持。目前，我们很多育种工作正在运用全基因组选择和多组学的大数据理念，方兴未艾的人工智能技术也是非常有力的助手，我们正研究如何更好把它用到未来的科研育种工作中。
建立玉米品种“分子身份证”库
良种培育出来，就要种子产业化和示范推广，大面积应用。
早年下乡蹲点期间，经常见到农民买到假种子，导致严重减产。那时我就萌生了研发一种检测技术，能快速准确鉴定种子真伪，维护农民权益的想法。于是，我们研发了玉米标准DNA指纹构建关键技术，并形成指纹数据库。目前已有10多万玉米品种样品有了“分子身份证”。
DNA指纹库相当于品种的身份识别系统，根据种子样品的“分子身份证”，既能鉴定种子本身，又可以追溯其父代，数以万计的种质资源都可通过指纹库进行检测鉴定和分类。
有了这项技术，能快速准确辨识玉米种子真假与纯度，保护农民权益，防止品种侵权，保护育种工作者的知识产权。此外，通过比较玉米新品种与已有品种的区别大小，为衡量科研育种工作的创新程度提供依据。DNA指纹库还为玉米品种审定、种子信息更新与种子质量管理提供了强有力的技术支撑。
目前，这项技术已在行业广泛应用，除玉米种子外，水稻、小麦等几十种作物也都开始使用，为我国种业健康有序发展提供了科技支撑。
（作者系北京市农林科学院玉米首席科学家）