玉米良种科技创新规划（2016～2020）

玉米良种科技创新规划（2016～2020）

玉米是我国播种面积和总产均居第一位的重要粮食作物，玉米种业健康发展对保障国家粮食安全具有重要意义。为贯彻落实《国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见》（国发〔2011〕8号）和《国务院办公厅关于深化种业体制改革提高创新能力的意见》（国办发〔2013〕109号），制定本规划。

1 发展现状与需求

1.1 现状与问题

玉米是我国重要的粮食、饲料与工业原料作物，2014年种植面积超过0.4亿hm2，总产达到2.16亿t，面积和总产均列农作物第一位。我国玉米种业发展历经了计划经济时期（1949～1978年）、市场经济初期（1978～2000年）和市场化改革与转型期（2000年至今）3个阶段。21世纪以来，我国玉米良种经历了2次更新换代，玉米杂交种覆盖率达96%以上，良种的增产贡献率超过40%，种子市值约270亿元，成为国际玉米种业的第二大市场。

农业科研院所和高等院校拥有稳定优秀的团队和丰富的种质资源，现阶段仍然是我国玉米种业科技创新的主力军之一。在农业部发布的2013～2014年玉米主导品种中，科研院所和高等院校选育品种数量在60%以上，种植面积占据较大份额。我国现有规模以上的玉米种业企业1 748家，其中注册资本超1亿元的企业75家，大于3 000万～1亿元的企业660家，骨干企业34家。多数玉米种业企业建立健全了营销网络与市场布局，拥有育种团队和自育品种，但育种队伍水平有待提升，具有较强竞争力的品种较少。公共科研机构与企业分工布局不尽合理，尚未形成定位清晰、分工明确的玉米种业科技创新体系。

我国玉米种业科技资源分布的特点是，科教单位具有种质资源、育种技术和育种人才优势；种子企业拥有企业管理人才、种子生产基地和市场资源的优势。加强科企合作、充分发挥企业和科教单位2个主体的积极性，是加快推进我国现代种业发展的重要举措。

目前，我国玉米种业科技总体投入仍然较低，研发力量和资源分散，且低水平重复严重。育种基础研究起步较晚，育种理论和方法等原始创新薄弱，与发达国家的差距较大。突出表现是育种材料遗传基础狭窄、原创性优异种质材料缺乏，缺少适宜机械化作业和资源高效的新品种，种子生产、加工及质量检验技术相对滞后。

1.2 趋势与需求

欧美等发达国家的现代玉米种业研发体系包括公共研究机构和种子企业研发机构两大部分。由国家经费支持为主的公共研究机构主要从事公益性基础性研究。种子企业以市场为导向，以品种为重点，以先进技术为核心，开展商业化育种。大型跨国种子企业在人才、技术及资金有力支撑下，建立了育种队伍专业化、田间试验规模化、实验操作程序化、质量控制标准化和数据管理信息化的研发产品线，形成了从种质资源创新、优异基因挖掘、品种培育，到良种繁育、种子加工、推广营销、售后服务等一体化的运行模式，大幅度提高了管理效率和市场竞争力。

进入21世纪，生物技术和信息技术已全面融入玉米种业，带动种业科技的深刻变革。高通量的单倍体和分子标记等育种技术开始应用于玉米新品种选育。育种目标正朝着抗虫、抗除草剂、抗旱、适宜机械化作业、优质专用以及资源高效利用方向发展。亲本繁育、种子质量检测、种子加工和包衣等技术的规模化、信息化等也成为玉米种业科技的重点方向。科技创新促进了“种质创新、品种研发、良种繁育、示范推广”的一体化。

随着我国社会经济的快速发展，饲料和工业加工对于玉米的需求呈持续增长趋势，2020年玉米消费量将达到2.45亿t，预计缺口2 000万t。我国耕地面积持续减少，提高单产水平是增加玉米供给能力的重要途径。2014年我国玉米平均单产达到5 817 kg/hm2，但不同产区的玉米单产变化较大，美国同期玉米平均单产为1万kg/hm2。我国玉米单产仍然有进一步提高的空间，选育高产品种是提高单产的重要举措。

随着农业适度规模化种植模式的不断扩大，以及满足生产调结构、转方式的需求，玉米生产的全程机械化已经成为现代农业的主要发展方向。市场对成熟期含水量低、抗倒伏、适合机械收获的玉米品种需求愈加迫切。当前，我国饲用玉米用量占玉米总消费量近70%，在东北地区由于玉米收获时籽粒含水量高，玉米霉变问题时有发生，对饲料产业及其下游产业带来较大风险。优质饲料玉米越来越受到市场的重视，而选育早熟、脱水速度快的品种是生产优质饲料玉米的关键。在东华北春播区，以及黄淮海夏区对早熟密植品种的需求也有扩大趋势。当前，玉米生产结构的调整，对青贮玉米及鲜食甜糯玉米品种的需求不断增加。随着全球气候变化，我国玉米产区旱涝异常天气的发生频率有增加趋势，同时伴随着玉米病虫等危害的加剧，选育耐旱、抗病、抗倒伏的玉米品种也显得更加重要。

2 规划思路与原则

2.1 规划思路

规划的总体思路是贯彻落实“国发〔2011〕8号”、“国办发〔2013〕109号”和“国发〔2014〕64号”文件精神，建立以玉米品种选育为导向，以企业为主体，以科企合作为纽带，以产学研结合为平台的玉米种业科技研发产品线。

充分发挥市场在种业创新资源配置中的决定性作用，构建具有全球竞争力的具有中国特色的玉米商业化育种体系，重点支持育繁推一体化种业企业提升自主创新能力。通过科企紧密合作的产学研联合攻关模式，联合国内优势研发力量，协同攻关，按玉米主产区域建立若干育种科研平台。瞄准我国未来种子市场对玉米品种的需求，突破种质创新、新品种选育、高效规模化制种、种子加工及质量控制等关键环节的核心技术，全面提高玉米种业科技自主创新能力。

2.2 基本原则

2.2.1 遵循现代育种技术创新链

围绕玉米育种技术创新产业链的种质创新、新品种选育、规模化制种、种子加工及质量控制五个大环节，设计目标任务，进一步发挥科研院所和高等院校在种质创新和技术创新的优势，推进企业在新品种选育、种子生产和品种推广的主导地位，发挥市场对技术研发方向和创新要素配置的导向作用，引导企业建立覆盖全产业链的商业化育种体系。

2.2.2 按区域设计攻关任务组织攻关

按照我国玉米种植生态和区域分布，选择玉米主产区为目标区域，针对目标区域的品种需求，制定育种目标和技术路线，以及相应的考核指标和任务。在不同区域内选择骨干企业与优势科研院所和高等院校共同承担国家良种攻关任务。

2.2.3 充分发挥企业和科教单位两个主体的积极性

针对我国现阶段种业科技资源分布特点，以及科技项目全产业链设计的思路，在优良基因挖掘、资源创新和技术研发等公益性和基础性研究领域积极发挥科教事业单位优势；在新品种选育及产业化等应用研究领域积极发挥企业的主导作用，充分利用企业和科教事业单位各自的优势，建立具有中国特色的现代种业创新体系，共同完成国家科技攻关任务。

2.2.4 坚持产学研合作

以提高企业自主育种创新能力为核心，以实现玉米良种选育为目标，以合作共赢为前提，建立利益共享、风险共担的合作机制。在政府政策法规的指导下，坚持市场配置资源的基本原则，充分发挥市场的决定性作用，严格按照市场经济机制规范合作行为。积极发挥产业科技联盟的作用，鼓励重点骨干种子企业按照市场机制组成产学研联合体，承担联合攻关任务。

2.2.5 发挥企业在种业科技创新中的主体作用

充分发挥财政资金的引导作用，促进企业的种业科技创新。企业与科教事业单位签合作协议，明确双方权益。取得的成果由牵头企业优先开发，成果发明人、发明单位与开发企业按照预先达成的协议获得成果转让收益提成。国家对攻关取得的重大成果优先实行品种后补助，加快成果推广。

3 规划目标

3.1 总体目标

到2020年，实现我国玉米单产6 750 kg/hm2以上，玉米主产区良种全覆盖；东北、黄淮海和西北地区基本实现机械化，播种机械化达到80%，收粒机械化50%以上；西南地区20%左右种植面积实现机械化播种与果穗收获。

基于玉米现代育种技术创新链，建立国家级的系统化、规模化、流程化、信息化的现代育种体系。创造一批具有自主知识产权的优异种质资源。在基因型和表型分析、单倍体诱导鉴定、育种程序信息化等重大关键技术上取得突破。育成一批适合不同生态区的国审（含骨干企业绿色通道）、省（区）审新品种。实现新一代良种全面更新换代，累计推广0.1亿hm2以上。显著提高玉米杂交制种的科技水平和质量，制种技术达到国际先进水平；实现玉米种子质量控制与国际先进标准接轨，显著提高种子加工质量。

3.2 具体目标

种质创新：创造在产量、耐逆性、抗病虫、抗倒性、品质、脱水速率等特性方面优良的自交系300份以上，其中突破性自交系30个以上。

核心技术：研制高效、快速、高通量、低成本的全基因组基因型分析技术5套，高通量的精准表型分析∕鉴定技术8套；选育10个诱导率在15%以上的诱导系，集成加倍率在20%以上且可规模化应用的加倍技术5套，研究单倍体快速鉴定技术5套；开发育种程序软件包1套，实现信息实时共享。建立现代商业育种技术体系，实现育种规范化、系统化、流程化、规模化。

品种创制：针对东华北春玉米、黄淮海夏玉米、西南玉米、西北玉米等主要玉米生态区的生产和市场需求，育成比当地对照品种增产5%以上的国审（含骨干企业绿色通道）新品种50个以上，省（区）审新品种300个以上，其中突破性新品种10个以上。

品种产业化：实现新一代良种全面更新换代，累计推广0.1亿hm2以上。实现杂交种生产标准化、规模化。研究制种新技术新方法，降低制种成本、提高制种纯度、种子纯度和活力。研究示范机械化去雄技术、不育化制种技术，实现细胞质类型多样化、不育系类型多样化，降低制种风险，使30%制种田实现不育化制种。优化和集成种子加工技术，使种子生产加工标准化，杂交一代种子发芽率≥95%、纯度97%以上、净度99%以上，种子活力显著提高，满足单粒播种要求。

企业培育：培育3～5个具有国际竞争力的育繁推一体化现代种业集团，企业研发投入强度达到销售收入10%以上，力争1个种子企业进入世界种业前10强。

4 主要攻关方向

4.1 优异基因发掘与种质资源创新

发掘高产、优质、抗逆、抗病虫、资源高效利用、适应机械化等性状的关键基因，开发紧密连锁分子标记和功能标记；研究复杂性状遗传基础，解析基因互作与调控网络；克隆重要性状功能基因，挖掘最优等位基因。开展种质资源重要性状表型鉴定、基因型鉴定与遗传分析，筛选有育种价值的优异种质资源；创制满足未来育种需求的抗逆、耐旱、抗病、抗虫、出籽率高，特别是籽粒脱水快、适宜机收的突破性自交系。完善种质资源数据库，整合表型、基因型等数据信息，建立种质资源共享、信息反馈和产权保护制度。

4.2 关键育种技术研究

发展高效、快速、高通量、低成本的全基因组基因型分析技术；强化玉米育种主要目标性状的高效精准表型分析与鉴定技术，突破玉米单倍体诱导率和加倍率，完善加倍单倍体快速鉴定技术；研究玉米分子辅助选择技术，突破玉米抗倒、适合机械收获和生物与非生物胁迫等性状改良的瓶颈；开发育种程序软件包，实现信息实时共享；研究多种育种技术融合，实现育种规范化、系统化、流程化、规模化，加快传统的经验育种向设计育种的转变。

4.3 突破性新品种培育

针对不同生态区玉米生产条件和市场需求，选育高产稳产、品质优良、资源高效、环境友好、优质安全的优良品种，以及市场需要的青贮玉米及鲜食甜糯玉米品种；突破适合全程机械化的强优势新品种选育，争取在我国东北、黄淮、西南等玉米主产区实现重大突破；完善高效良种良法配套栽培技术。

4.4 品种测试与试验示范

在不同区域，建立大规模高通量的新组合测试技术体系，开展品种与区域生态条件的互作研究，加强新品种试验示范；加强规模化、数字化、机械化操作测试技术集成；强化信息管理系统建设，建立国家公益性信息管理系统，突破全国性数据交流和共享瓶颈；鼓励引进先进的品种测试机械、设备和软件，提高测试的效率。

4.5 良种的制（繁）种

研究提高杂交种制种产量、保证纯度、降低成本新技术。培育玉米C型和S型雄性不育系；探索隐性核不育基因在良种繁育中的应用途径，以及玉米无隔离制种技术，开发新型玉米杂交种制种技术；研究规模化不育系制种和机械化去雄配套技术；研究高效规模化制种栽培技术，提高规模化制种产量，降低制种成本。

4.6 种子加工与质量控制

研究果穗收获、烘干、脱粒过程中零损伤加工技术；种子分级、包衣、包装、贮藏的标准化加工技术；提高种子活力和降低加工成本新技术；种子质量系统控制技术。创建适合我国国情的种子快速安全脱水系统和加工流程技术体系；开展新一代分子标记SNP的玉米分子指纹技术研发，提高种子纯度，特异性和真实性检测技术。

5 重点任务

5.1 玉米种质资源挖掘与材料创新

开展玉米种质资源精准鉴定，筛选优质、抗病虫、抗逆、资源高效利用、适合机械化作业、广适等优异种质资源；开展基因型高通量鉴定，阐明种质资源结构与功能多样性，发掘重要性状基因的优异等位变异；开展种质资源大数据构建，实现种质资源信息的系统集成与共享利用；创制抗逆、耐旱、抗病、抗虫、出籽率高、籽粒脱水快、宜机收的育种新材料和突破性自交系。

5.2 玉米功能基因组研究

开展高产、优质、抗病虫、抗逆和资源高效利用等重要性状的功能基因组研究，发掘具有重要利用价值的功能基因和调控元件，明确其功能及作用机制；开展重要性状的代谢组与蛋白组学研究，解析重要性状形成的DNA-代谢产物网络、蛋白互作网络；建立表型组、基因组、表观组、转录组、蛋白组、代谢组等组学研究信息平台。

5.3 玉米重要农艺性状形成的分子基础

研究产量、品质性状形成的分子基础，明确其遗传机制及调控网络；研究抗逆和抗病虫性状形成的分子基础，明确生物及非生物胁迫信号感知、传递、应答的分子机制及调控网络；研究养分及水分高效利用性状形成的分子基础，解析对氮、磷、钾和水分吸收、运输及利用的分子机制及其调控网络；研究适宜机械化作业性状形成的分子基础研究，阐明相关性状形成的器官发育分子机理；研究杂种优势形成的遗传机理及分子调控。

5.4 玉米分子设计育种

定位高产、优质、抗逆、抗病虫、资源高效利用、适应机械化等重要性状基因，获得紧密连锁分子标记；整合重要性状的表型、基因组及蛋白质组等数据库，构建品种分子设计信息系统；研究复杂性状主效基因选择等技术，完善多基因分子聚合技术；与常规育种相结合，建立基于品种分子设计的高效育种技术体系；聚合优异基因，创制育种新材料和新品种。

5.5 玉米良种培育

针对我国东华北春玉米区、黄淮海夏玉米区、西南及南方玉米区、西北玉米区的玉米产业发展需求，加强现代玉米育种技术研究与集成，建立不同生态区域的高效育种技术体系及规模化、数字化、机械化新组合测试体系；强化优异种质改良与创新，创制高配合力高产多抗适合机械化的骨干自交系，选育高产稳产、品质优良、资源高效利用、环境友好、优质安全的优良普通玉米和特用玉米新品种，高效规模化生产杂交种；完善高效良种良法配套栽培技术，加快示范应用。

5.6 玉米强优势杂交种创制

研究玉米杂种优势利用的种质基础，发掘并创建杂种优势群及其利用模式；研究杂种优势安全高效利用技术，开展品种、优势群间杂种优势利用技术，强优势杂交种亲本快速选育技术与杂交种组配模式，杂种优势预测与利用技术研究，建立和完善杂种优势分子育种技术体系；创制新型雄性不育系及恢复系，突破性育种新材料，选育适宜机械化生产的耐密、耐旱、高产、稳产、多抗的强优势玉米杂交种新品种；研究规模化高效安全制种技术体系。

5.7 玉米规模化制种技术

开发新型玉米杂交种制种技术，研究规模化不育系制种和机械化去雄配套技术；健全制种农艺与农机融合的高效高产高质制种技术体系；制种管控信息技术；亲本保纯及繁育技术；种子健康快速检测关键技术。研究果穗收获、烘干、脱粒过程中零损伤加工技术；种子分级、包衣、包装、贮藏的标准化加工技术；提高种子活力和降低加工成本新技术；种子质量系统控制技术。

（本刊辑）