国际种都是怎样炼成的?
2024-06-28聂艳林
聂艳林
种业是“中国饭碗”的底部支撑。近年来,青岛种业蓬勃发展,在嫁接、杂交选育和生物育种等诸多细分领域,创造了众多“单项冠军”,在种业全产业链条上均有坚实的产业布局和基础支撑。
六月的大沽河畔,阳光明媚,微风和煦。荆世新站在一望无际的大白菜田里,如数家珍般地告诉记者:“这片基地100多亩,种植的就是我们研究所自己研发的‘蛋黄和‘夏妃两个新品种。去年最贵的一棵,就卖到39元!”
种业是“中国饭碗”的底部支撑。青岛市各类种业持证企业1100余家,总产值近100亿元,年销售额过亿元种业企业17家。9家单位入选首批国家种业阵型企业,10家大型种业企业在青岛设立总部或分支机构,数量居全国城市前列。
近年来,青岛种业蓬勃发展,在嫁接、杂交选育和生物育种等诸多细分领域,创造了众多“单项冠军”,在种业全产业链条上均有坚实的产业布局和基础支撑。
“单项冠军”集群支撑青岛农业发展
荆世新既是胶州市里岔镇的白菜种植大户,也是胶州大白菜研究所所长。大沽河畔这大片大片的大白菜,便是鲁迅先生当年在《朝花夕拾》中描写过的“胶白”,同时也是青岛最著名的地理标志产品。
在记者看来,荆世新的研究所简陋得像个“大作坊”。可就在这个“大作坊”内,荆世新与他的团队培育出两个著名的大白菜新品种,已供应全国各地。谈起育种的艰辛,他感叹道:“研发‘蛋黄和‘紫玫瑰我们用了5年时间,经过组培杂交、田间对比试验、大田繁种、小面积试种等环节,才最终成功。”
胶白享誉国内外,广受好评,这与大沽河畔优质的水文地质气象条件密不可分。目前,青岛市从事大白菜育种的企业有数十家,育种技术领先全国。仅青岛市农科院一家,每年就有十余个大白菜新品种问世,持续推向全国市场。
青岛地处北纬35—37度暖温带季风气候区,四季分明,是育种繁种的黄金区位。这也让青岛成为全国重要的小麦、大白菜、花生、蓝莓等良繁基地(良种繁育),在农作物、畜禽、水产和微生物等大种业板块中,拥有众多行业细分领域翘楚或“单项冠军”。
种业是基础性、战略性产业,是发展现代农业的根基,是农业新质生产力的重要组成部分。近年来,青岛市按照国家种业振兴总体部署和要求,加强政策支持,强化部门协同,集成资源要素,大力发展现代种业,涌现出大量细分行业的“单项冠军”,有力地支撑起了现代农业的高质量发展。
6月上旬,平度市的南部平原上机声轰鸣,小麦已经开镰。侯元江站在麦香醉人的高产示范田里,大手搓一把麦穗,胖滚滚的麦粒堆在手心里,嘬几粒麦子在嘴里,向记者报喜:“今年‘青农1931长势喜人,丰收在望,预计将打破去年创造的全市小麦亩产837.2公斤的历史最高纪录!”
育种专家侯元江是青岛青丰种业公司总经理。说起“青农1931”,他的喜悦之情溢于言表:“这是我们公司研发的小麦最新品种,去年刚通过国家审定,属于中国高产稳产抗病抗逆小麦最新品种,产量高,品质好,抗逆性强。”
据侯元江介绍,“青丰1号”于2006年“破茧而出”,2008年搭乘“神舟七号”遨游太空,开启太空育种新篇章。从“青丰1号”到“青农1931”,青丰公司先后育成10个小麦新品种,除供应本市生产外,还大量供应山东、江苏、安徽等省,累计推广面积达3500多万亩。
青岛作为“黄海明珠”,域内既有北部平坦的数百万亩高产粮田、菜地,沿海又多丘陵山地,因此海珍品养殖和草食畜牧业也十分发达,但产业的源头却一直被国外控制、垄断。
位于西海岸新区的康大集团,就曾因肉兔良种繁育受制于人,而导致生产成本长期居高不下。为彻底解决这一“卡脖子”难题,公司下决心选育具有自主知识产权的肉兔良种。
从2006年开始,康大累计投资1亿多元,先后从法、美和新西兰等国引进10余种世界优良肉兔种质,历经6年繁育攻关,终于成功育成康大1、2、3号肉兔配套系,并成功通过国家新品种认定。
康大集团项目开发部总经理刘永需自豪地说:“我们的肉兔配套系性能指标已远超国外配套系,近几年又深度开发出世界首例彩色肉皮兼用兔配套系。”
康大开发的肉兔良种,彻底打破了国外的垄断,填补了国内空白,使中国的肉兔良种繁育技术水平一举跻身国际先进行列。但这仅是青岛良种产业的一幅剪影,目前全市有一系列拥有自主知识产权的新品种,使农业良种化、优质化水平不断提高。
记者走进莱西市河头店镇杨家屯村的淡水鱼养殖车间时,只见光线幽暗,水声潺潺,排列整齐的圆形养殖池内,呈纺锤形的鱼苗密密麻麻,游得正欢。这些墨瑞鳕鱼苗,是2011年中国海洋大学的攻关团队从澳大利亚引进首批墨瑞鳕鱼苗,通过群体选育等技术手段攻关养殖技术,从而繁育的亲鱼。
墨瑞鳕是享誉世界的优良淡水鱼种,但种苗繁育一直被澳大利亚深度垄断。人工繁育墨瑞鳕难度极大,澳大利亚原来也只实现了半自然条件下繁育。攻关团队艰苦奋战了整整8年,才终于在世界上首次实现了墨瑞鳕的规模化全人工繁育。
中国海洋大学教授宫庆礼感慨道:“这一突破很不容易,墨瑞鳕全人工繁育及工业化高密度循环水养殖技术,当年即被业界评定为国际领先水平,现在已在贵州、湖北、河北等省广泛推广。”
搭建种业成果共享共建平台
青岛种业之所以能诞生出如此多的“单项冠军”,得益于青岛市大力推进国际种都建设,“单项冠军”成为推进现代种业发展的强大“引擎”,从而助力种企不断突破种源“卡脖子”难题,为全市打赢种业翻身仗创造了条件。
筑巢引凤,促进国内外优秀种企快速集聚。按照国家种业振兴总体要求,以即墨区移风店镇为主体,规划建设国际种都产业集聚核心区。以青岛西海岸省级农高区为主体,建设国际种都高新技术示范区。充分发挥核心区、示范区在招商引资、企业培育、前沿技术集成等方面的示范引领作用,推动全市种业实现规模化、集聚化发展。
2024年上半年,国内顶尖生物技术企业未米生物科技有限公司总部落户青岛市,有望解决中国饲用蛋白高度依赖进口大豆的“卡脖子”困境。至此,已有荷兰瑞克斯旺、香港黄泷、韩国农友等10家大型种业企业在青岛设立总部或分支机构。中化先正达、蔬菜集团、山东登海种业、山东华盛共4家国内知名种企,均在青岛建立生产基地或研发中心,初步形成集种子研发、培育、销售、展示、贸易于一体的全产业链发展格局。
全球排名前五名的荷兰瑞克斯旺集团,投资1.6亿元建成蔬菜研发中心,中化先正达投资2000万美元建成世界一流的现代化种子加工中心,登海种业投资2亿元建设面向全球的现代种业高新技术研发中心。
搭建平台,打通产学研链条上的众多堵点。充分发挥全市拥有66家高校院所、技术创新中心、重点实验室的优势,成立了由多家本土科研院所牵头、60家骨干种企为成员的青岛现代种业联盟,打造产学研协同的完整链条,搭建种业资源、技术、成果共建共享平台。
青岛市共有7个品种入选首批国家农作物优良品种推广目录,累计通过国家或省审定的主要农作物品种45个,登记的非主要农作物品种1355个,位居副省级城市前列。
“青麦6号”被中华人民共和国科学技术部和山东省科学技术厅选定为首批“渤海粮仓”科技专项试种品种,山东省花生研究所成功转让“花育42号”等多个新品种,并与鲁花集团合作开发育成“花育951”等4个高油酸花生品种。
财金赋能,形成种业创新发展的强大驱动力。青岛市在全国率先出台《青岛市人民政府办公厅关于加快现代种业创新发展的实施意见》,制定了7条种业奖补政策,累计对20家在培育良种和保护畜禽遗传资源中作出贡献的企业进行了财政奖补。
组建全国首个地市级优质种业企业储备库,从中遴选8家领军型、11家优势型、26家特色型企业,构建青岛市种业企业阵型,开展分类施策、精准扶优。设立青岛国际种都高新技术示范区专项发展资金,对头部企业给予扶持。
青岛市近两年累计投入专项资金1385万元,支持种质资源保护、新品种培育和领军型企业、育繁推一体化企业发展。争取中央预算内投资2600万元,支持瑞滋刺参种质资源场和康大肉兔育繁推一体化项目。
青岛市在全国率先推出种业专项信贷产品“琴岛·种子贷”,创新知识产权质押,解决种业企业贷款难问题,贷款规模超3.2亿元。并在全国首创种业“拨改投”,设立财政领域股权投资资金“种子金”,将过去单纯“一次性奖励”“政策性补贴”等方式转变为以股权直投方式支持种业企业做优做强。
截至目前,整合财政资金约7800万元,带动社会投资8亿元,被投企业估值总规模超200亿元。相关经验做法在全国予以推广。
鼓励种企与世界顶尖企业同台竞技
作物育种历经驯化选育1.0、杂交育种2.0时代,从上世纪末至今,已全面进入分子育种3.0和智能设计育种4.0时代。青岛种企顺应育种技术发展趋势,既把传统的杂交选育做精,又积极深耕分子育种技术,并不断推进生物技术与信息技术高度融合,努力抢占种业创新技术高地。
嫁接和杂交选育,仍是作物良种繁育的重要技术途径。
六月的大沽河畔机声隆隆,一片繁忙景象,位于城阳区的盐碱地稻作改良示范基地里,又到了“海水稻”插秧季。
所谓“海水稻”是坊间习惯性称法,准确名称是耐盐碱水稻,这项国家级育种创新研究,由已故中国工程院院士袁隆平的研究团队通过杂交选育进行。
在国家耐盐碱水稻技术创新中心盐碱地改良中心的试验田里,该基地工作人员告诉记者:“今年将要播种的,就是由我们研发中心选育的耐盐碱水稻品系的耐盐常规稻‘海粳37‘海粳38。去年我们对这两个品种进行了小面积试验田种植,经过测产验收,其亩产分别达676.6公斤、694.5公斤。”
盐碱地是中国重要的后备耕地资源,目前“海水稻”的基础性研究和关键核心技术攻关已经取得重大成果,未来大面积推广后,必将对保障国家粮食安全和拓展耕地资源等方面,发挥极其重要的作用。
与国家耐盐碱水稻技术创新中心的专家们一样,周玉忠的青岛金妈妈农业科技有限公司,专注蔬菜砧木和鲜食玉米种子研发,通过传统的嫁接和杂交选育,分别培育出新型黄瓜和甜玉米品种,并连续9年位居中国蔬菜砧木市场份额第一。
多家种企或实验室深耕分子育种技术,使畜禽、水产遗传育种不断打破国外垄断,并填补国内空白。
与康大肉兔良种被国外“卡脖子”类似,过去国内肉鸭85%以上的市场,被英国樱桃谷鸭和美国枫叶鸭控制。新希望六和集团与中国农业科学院北京畜牧兽医研究所侯水生院士团队合作,从2012年起正式启动肉鸭新品种繁育试验。
育种过程中,该团队采用“模块”育种技术培育,引进北京鸭遗传资源,应用肉鸭RFI选种技术、鸭活体不易度量形状的准确估测技术等常规育种技术,以及全基因组选择、蛋白组学基础等分子育种技术,历经8年时间,终于培育出具有自主知识产权的“中新白羽肉鸭配套系”新品种,并通过审定上市。研究期间,团队共申报并获得《一种高瘦肉率低皮脂率白羽肉鸭的制种方法》等发明专利6项,《一种全自动育雏鸭笼》等实用新型专利16项。
“中新白羽肉鸭配套系”新品种的繁育成功,是常规育种与分子育种技术相结合的典型,它标志着中国大型分割型肉鸭的自主育种实现了从0到1的突破,打破了国外垄断,填补了行业空白。目前山东省内市场占有率已超过30%,并已初步实现进口替代。
青岛集聚中国海洋大学、黄海水产研究所、中国科学院海洋研究所等一批涉海院校,海洋种业底蕴深厚,育种能力位居全国第一,培育的水产新品种占全省80%、全国20%。
全基因组选择育种技术和基因编辑育种技术,已经在鱼类育种中得到广泛运用。中国工程院院士、黄海水产研究所研究员陈松林的团队,2014年便建立了半滑舌鳎全基因组选择育种技术体系。2020年,在对牙鲆进行全基因组重测序的基础上,研制出中国首款鱼类抗病育种基因芯片“鱼芯1号”,填补中国鱼类抗病育种基因芯片的空白。
目前,陈松林团队已育成牙鲆“鲆优1号”“鲆优2号”、半滑舌鳎“鳎优1号”等鱼类新品种3个。其中,抗病速生新品种“鳎优1号”是中国半滑舌鳎第一个国审新品种,填补了半滑舌鳎养殖业新品种的空白。
除全基因组选择育种技术外,中国科学院海洋研究所在牙鲆基因编辑育种上也取得了成功。
清原自主创新的“基因敲高”技术,是中国在基因编辑育种领域的一个重大突破。
青岛清原作物科学公司(简称“清原”)是一家始创于2009年的青岛民营农业生物高科技企业,致力于新农药创制和生物技术育种。目前该公司已在全球申请发明专利1835件,已授权400件,其中海外专利占比85%。2018年、2020年,清原先后发布了定位于水稻、小麦和玉米三大世界级主粮作物的四大除草剂,即环吡氟草酮、双唑草酮、三唑磺草酮和苯唑氟草酮。其中环吡氟草酮被列入国家“十三五”重点研发计划项目。
在商业化生物育种领域,清原同样成就斐然。2021年底,该公司的生物技术团队在国际植物科学顶级期刊《Nature》在线发表了基因编辑最新研究成果—“基因敲高”技术。即:在进行基因编辑育种时,在无供体DNA条件下,大幅提高了靶标基因的表达量,从而创制出了抗双唑草酮和氟草啶两种作用机理除草剂的非转基因水稻材料。
在此之前,基因编辑技术运用到商业育种领域一般只有基因敲除(Gene Knock-out)和碱基编辑(Base Editing)两种方式,受专利限制较大。而清原自主创新的“基因敲高(Gene Knock-up)”技术,一举突破了上述限制,为生物技术育种打开了新天地。其“基因敲高”系统在植物抗除草剂育种领域的成功应用,对世界动植物育种产生深远影响,也是中国在基因编辑领域的一个重大技术突破。这项技术的厉害之处,通俗地说就是在生物育种过程中,通过使用“基因敲高”技术,让种子能对特定的除草剂产生抗性,从而能大幅提高农作物的安全性,大幅降低除草剂用量,并对人类和环境友好。
2022年,清原公司还成功地开发出了耐氟氯氨草酯、氟草啶和草甘膦等三种除草剂,同时抗玉米主要鳞翅目害虫的玉米品种。依托技术和人才优势,清原已建立起行业领先的现代生物育种体系,在全国各主要玉米和大豆种植生态区都建立了育种基地,2024年,由清原自主选育的多个玉米品种即将通过审定进入销售。目前,该公司正在积极筹建海洋生物基因编辑育种实验室,建成后必将大幅提升中国高价值海洋鱼类、虾贝类等生物的生产力。