农作物育种技术应用存在的问题及解决对策

摘    要：粮食产量是一个国家综合国力的体现。我国农学工作者一直致力于农作物的育种与栽培，并取得了世界瞩目的成果。文章从农作物育种技术介绍出发，探究了农作物育种技术实际应用中存在的问题及解决策略，以期为相关技术人员提供参考，更好地为农民增产增收提供技术指导，促进我国农业健康、可持续发展。

关键词：农作物；育种技术；解决对策

文章编号：1005-2690（2023）08-0142-03       中国图书分类号：S330       文献标志码：A

作者简介：覃一静（1967—），女，壮族，广西象州人，本科，高级讲师，研究方向为农业职业教育教学、科研、社会服务。

粮食安全是一个国家能否够长久发展的根本，也是百姓能否安居乐业的基本保障[1]。如何利用我国现有的资源和技术提升粮食产量，是一个很重要的研究课题。最直接的方法就是提升作物的耕种面积，但是这一方法却有一定的局限性，因为可使用耕地面积是有限的，依靠增加耕地面积提高粮食的产量是不可行的。

科技发展提供了另一种途径，可以利用我国的科技水平开展新品种育种工作，培育出增加粮食产量的新作物品种。为了提升育种水平，从根本上提高作物产量，文章探究农作物育种技术应用存在的问题并提出了解决对策。

1 我国农作物种业市场概况

1.1 农作物育种市场以粮食作物为主

我国农作物种子市场以杂交玉米、杂交水稻、常规小麦、常规水稻等粮食作物为主，其中杂交玉米市场规模达350亿元，是我国市场规模最大的农作物品种[2]。我国稻谷种子市场规模位居第2位，其中以杂交稻种子为主，占比近80％，常规稻种子市值偏小。从历年情况看，我国粮食种子市场规模逐年提高，其中玉米种子市场规模增幅比较显著，主要受种植面积增加和种子价格上涨的影响；小麦和稻谷种子市场规模增幅接近且增幅均小于玉米种子市场。

1.2 國内育种产业发展处于初级阶段

经过20多年的发展，目前我国种子市场发展已达到一定规模，但是仍处于初级阶段，主要表现为：种子企业数量众多、规模偏小，龙头企业市场占有率和行业集中度不高；企业育种技术和水平落后于发达国家；种企科研投入不足，研发费用在收入中的占比普遍偏小。从行业集中度来看，虽然近年来育种企业规模在不断扩大，我国龙头企业的市占率逐步提高，但是与发达国家相比，我国规模化企业市场占比较低，种业市场仍以中小企业为主，行业集中度仍处于较低水平。

2020年，我国种子企业共实现种子销售收入742.9亿元，其中收入排名前10名的种企种子业务收入占比约为13％，远低于发达国家平均水平（60％以上）和美国水平（70％）。

1.3 水稻作物育种技术国际领先

水稻作为我国的传统主粮，育种专家一直致力于提高育种技术水平和单产水平。中华人民共和国成立以来，我国水稻育种经历了6个发展阶段，水稻育种技术先后经历矮化育种、三系杂交育种、两系杂交育种。随着育种水平的提高，我国水稻总产量达到了2亿t。目前我国水稻育种技术遥遥领先全世界，水稻单产远高于东南亚稻米生产国家平均水平和全球平均水平。水稻品质、抗性等水平显著提高，水稻育种技术水平提升成为我国水稻产量提高的主要因素，为保障我国粮食安全和稳定贡献了重要力量。

2 我国农作物育种的主要技术

2.1 系统育种（常规选择育种）

系统育种是从现有品种群体中选择优良的自然变异单株，通过比较鉴定而培育出新品种的育种方法，是改良现有品种的有效方法，也是最基本的方法。单独选择与混合选择2种方法是系统育种最常用的方法。在单株选择时，最主要的是选择1个具有优良品种的变异植株。所以，选择时要全面准确地研究作物的优良基因，确保能够选出最佳品种，并且通过后期培育成为一种新的优良品种。混合方法就是选出最优秀的单个植株后进行混合脱粒，在下一年与当地的原品种产量进行比较，选出最适合本地精品系进行培养。

2.2 杂交育种

在进行杂交育种前，要选好亲本，通过人工干预，让植物之间进行杂交，得到杂交的后代就是需要研究的新品种。新品种保存了杂交植物的优点。这种模式可以为人类创造出更多的优质植物，丰富了农作物的品种。目前，回交育种方法是杂交育种中最常用的方法，就是从第一代种子中挑选出最优良的品种，再与下一代进行杂交，直到培育出所需要的新品种为止。

2.3 诱变育种

诱变育种是我国科学家研究出的一种利用物理和化学因素，让原本的植物种子产生特异性变化的模式。与传统育种方法有所不同，诱变育种打破了传统的种子对环境的依赖。

诱变育种的突变方向是不确定的，要从已经变异的种子之中选取符合要求的特定变异单体，然后将变异单体培养成新的品种。利用诱变育种法培育新植株的方式耗费时间较短，是种子培育方面最常用的一种研究方法。利用化学因素对种子进行诱导的方式多种多样，最常用的是直接涂抹化学试剂。物理诱变一般是通过强光照射或者热力对于农作物的影响，改变农作物的基因排序，使农作物的生长状况发生变化[3]。航天育种是诱变育种的一种，将种子置于和地球完全不同的生长环境下，在重力改变以及磁场影响下，引发植物内在基因变异。无论是哪种诱变育种，最终的结果就是要让植物发生变异，利用这个突变的过程培育新品种。

2.4 倍性育种

倍性育种是通过改变染色体数量，让染色体的数量成倍递增或递减，从而产生不同的变异个体，并从中选择需要的优秀变异品种进行培育。倍性育种有单倍体和多倍体两大类。多倍体植物中含有3个或3个以上的染色体组，多倍体育种的诱导途径包括秋水仙素等药剂处理、有性杂交培育多倍体、组织培养诱导无性系变异和体细胞融合。多倍体育种的植株器官（花、果实）巨大、育性低（三倍体无核）。单倍体是指具配子体染色体数的纯系。单倍体育种一般是通过花药和小孢子培养获得[4]。单倍体育种的植株一般生长势弱、发展迟缓且育性低（经过自然或人工加倍可能发育正常）。

2.5 生物育种

生物育种是指利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理，通过转基因、基因编辑、全基因组选择和合成生物学等技术培育生物新品种的过程。从20世纪末到21世纪初，生物学以及其他多种学科之间实现了交叉融合，其中最具有突出代表性的就是全基因选择、基因编辑、合成生物技术。生物育种技术体现着当代生物科学研究的最新成果及应用，是发展现代种业、解决粮食安全问题的重要工具。

3 我国农作物育种技术科研面临的机遇

3.1 《种业振兴行动方案》深入推进

2020年7月9日通过了《种业振兴行动方案》，对于农业该如何朝着现代化的方向发展提出了具体方针，其中特别强调了种子在此过程中的主导地位。必须把我国的种子工程搞上去，只有提高种子的安全程度，才能够保证国家农业持续发展。要集中力量突破在种子开发过程中所面临的风险和困难，实现种源自主。以前我国农作物种子同质化、种源“卡脖”问题严重。近年来，国家一直关注育种行业，尤其对转基因育种技术方面给予了大力支持。转基因育种技术不断发展提升，有望加速行业集中，吸引更多资源和人才聚集，从而使育种企业得到更快发展。

《种业振兴行动方案》发布后，种子行业得到了有力支持，给种子行业带来阶梯性进步。各级政府应加强相关部门的组织能力，快速实施有关国家生物育种的相关项目，尽快突破核心技术。同时，在种业的制度设计、法律法规修订、安全证书发放、鉴定技术研发等方面多管齐下，为我国农作物育种技术的发展提供良好的制度环境、市场环境。

3.2 提升我国种业国际竞争力的需要

我国是国际第二大种业市场。在常规育种的基础之上，要加强科技创新，不断提升农作物的产量，采用现代化的模式提升种业，才能让我国种业在国际上处于优势地位。

4 我国农作物育种技术及应用存在的问题

4.1 育种方法及应用效率不高

生物技术在我国的发展还是非常可观的，基因工程、组织培养、染色体工程、细胞工程、DNA序列分析以及原生质结合等内容已经得到了深入研究。许多育种单位也对基因工程的选取育种进行研究，但是许多基层农作物育种单位由于资金有限、设备落后，难以开展研究工作，因而要想在育种领域实现突破更难。客观条件的限制会导致新的育种方法难以推广，应用效率较低。长期不变且模式化的育种方法会让农作物育种方法止步不前。

4.2 种质资源遗传基础狭窄

我国的育种技术依旧存在着一些不足之处，常常忽视了一些农作物的培养，而在一些农作物上却过分关注。有些品种雷同的农作物会影响生产成效，所以在具体实践过程中，一定要扩展育种的基础材料研究，全面关注当地特色的农作物。

4.3 配套栽培技术有待提升

要想提升农作物的产量，不仅要有优良的品种作为支撑，还需要相配套的科学栽培种植方法。在研究过程中，大多通过人为创设出符合种子生长的特定环境，从而达到提高产量的目的。但是在实际种植的过程中难以保证完美的环境，所以需要研究相应的栽培技术。

4.4 种业市场监管和支持体系不健全

农作物育种过程中技术服务管理能力较低，各种违规竞争的情况时有发生。没有较强的品种保护意识，一定程度上会挫伤科研人员的积极性。网络服务体系不健全，培育机构不够规范，也会阻碍育种技术的发展。

5 解决对策

5.1 创新育种技术及应用方法

在新的育种理论支持之下，基层育种也亟须改革，可以吸收一些农作物育种机构的发展成果并进行创新。在基层农作物培育之中，总结常规培育过程中的相似处，根据市场要求培育出新品种。

5.2 创新农作物品种资源

农作物育种的道路是漫长且复杂的，要想实现可持续发展，就必须对品种创新进行保护。要突破以往育种模式中存在的问题，引进新的农产品资源显得尤为重要。

一是在育种过程中，要有意识地融合各种野生优秀资源。二是积极参与国际种质交流会，开阔视野。三是有意识地聚合优良基因。基层农作物育种机构可以积极引入优质品种，主动将地方农家品种与野生资源引入到育种工作中，扩大品种资源，提升育种质量。

5.3 推广农作物精准栽培技术

农作物精确栽培技术的推广，可以提升农作物产量、品质、效益。系统分析工作是农作物精确栽培技术的重要基础工作，对农作物技术指示、生育指示及地域间的关联进行全面分析，能让农作物的实际生长过程与生长环境有效融合[5]。

农作物精确栽培技术可以优化供水方案和播种方案，让作物栽培管理技术的理论知识与经验转变成具有明确数字的农作物管理模型，提高农作物的生产效率。

5.4 健全完善种子监管及服务体系

健全种子管理机构，扩大种子管理队伍，确保有足够人力、物力开展种子管理工作[6]。应健全市级、县级的种子质量监督体系，并且配备专门的检测仪器和检验人员。完善种子管理综合信息服务平台，严格监督种子质量，共享种子相关资源[7-9]。

6 结束语

近年来，社会经济不断发展、科技研发力度提升、研发资金不断增长，带动了农业农作物育种技术的进步，在很大程度上提高了农作物的产量。农业发展步伐不断加快，对农作物育种技术提出了更高的要求。创新农业育种方法对农业生产具有重要的现实意义。针对育种方法和应用效率不高、种质资源遗传基础狭窄、配套栽培技术有待提升、种业市场监管和支持体系不健全等问题，相关部门及研发人员需积极创新育种技术和应用方法、创新农作物品种资源、推广农作物精准栽培技术、健全完善种子监管服务体系，推进我国种业的可持续发展，从而提升粮食产量，确保粮食安全。

参考文献：

[1]汪和廷，张从合，方玉，等.中国气候变化对农作物育种策略影响探究[J].中国农学通报，2022，38（11）：64-74.

[2]曾召琼，冯军，安建刚，等.四川农作物商业育种现状与发展建议[J].中国种业，2022（1）：5-7.

[3]王雪玲，高豹华.浅析农业育种与栽培技术的创新[J].种子科技，2021，39（15）：54-55.

[4]刘定富，赵健，应继锋.浅谈农作物育种的基本要点[J].中国稻米，2020，26（6）：23-26.

[5]李新海，谷晓峰，马有志，等.农作物基因设计育种发展现状与展望[J].中国农业科技导报，2020，22（8）：1-4.

[6]杨学美.生物技术在现代农作物种植方面的应用[J].农家参谋，2020（8）：25.

[7]翟书红.健全种子管理机制 保障农民经济效益[J].吉林农业，2019（12）：37.

[8]周治华.完善种子管理体系 强化种子市场监管[J].种子世界，2010（12）：8-9.

[9]姜國铭，吕玉芹.新形势下如何做好种子管理工作[J].农民致富之友，2017（24）：34.