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精播一粒種 散作萬里春
——看北京市農林科學院如何服務種業(yè)高質量發(fā)展
種子,是現代農業(yè)的“芯片”,也是發(fā)展新質生產力的重要領域。
縱覽我國種業(yè)振興版圖,首都北京最具創(chuàng)新活力。而在精英匯集、群雄逐鹿的北京種業(yè)大棋局中,有一家農業(yè)科研機構,落子西山腳下,緊鄰秀美昆玉河,在占地1000余畝的方圓里再造乾坤,創(chuàng)造了全國多個種業(yè)“之最”——
在這里,較早建成蔬菜種質資源庫,其中國外資源占比達25%,為保障北京兩屆奧運會的蔬菜安全供應提供了種源支撐,向世界展示了我國蔬菜種業(yè)在關鍵時刻“有得用、用得好”。
在這里,培育了累計推廣1億畝以上、我國玉米主導品種之一“京科968”等一系列優(yōu)良玉米品種,每年培育并通過國家審定的玉米品種數量位居全國首位。
在這里,創(chuàng)建的“金種子育種平臺”全國市場占有率第一,已成為我國優(yōu)勢育種企業(yè)選育良種最得力的“數字助手”,推動我國育種數字化,促進智能育種的高水平發(fā)展。
這里就是北京市農林科學院。多年來,該院立足首都功能定位和“大城市小農業(yè)”“大京郊小城區(qū)”的市情農情,聚焦種業(yè)科技創(chuàng)新,厚積薄發(fā)、久久為功,創(chuàng)造了許多引領業(yè)界、服務全國、影響世界的種業(yè)重大科技成果,書寫了一曲“忽然一夜清香發(fā),散作乾坤萬里春”的種子贊歌。
“生物育種一直是我院建設發(fā)展的核心主業(yè),也是著力發(fā)展的優(yōu)勢領域。近年來,我院深入貫徹落實種業(yè)振興行動方案,夯實種質資源基礎,提升基礎研究原創(chuàng)水平,強化關鍵核心技術攻關,圍繞產業(yè)鏈打造種業(yè)科技創(chuàng)新鏈,著力構建融合生物技術與信息技術的現代育種技術體系,加快培育重大新品種,打通種業(yè)科技成果轉化瓶頸,不斷以高水平種業(yè)科技成果助力北京發(fā)展新質生產力,為我國種業(yè)振興和糧食安全做貢獻。”北京市農林科學院院長燕繼曄表示。
春暖花開,記者走進該院,觸摸從這里迸發(fā)出的種業(yè)創(chuàng)新強勁脈動。
保護與創(chuàng)新齊發(fā)力,“京牌”種子走向國內外
2021年8月,“北京市農作物種質資源庫”揭牌亮相,所在地正是北京市農林科學院。自此,種子諾亞方舟的“北京號”有了雛形。
走進這座常年只有零下4攝氏度的種質資源庫,只見一個個紙袋整齊碼放在鐵架上,里面保存著十余萬份蔬菜、玉米、小麥等農作物的種子。這些種子保存時間長短不一,有的種子已經在此“長眠”了近40年。
長期以來,該院高度重視農作物種質資源的收集保存與創(chuàng)新利用,除了建有市級種質資源庫,還建有“國家果樹種質北京桃、草莓圃”“農業(yè)農村部玉米原種基地”“國家級北京名優(yōu)魚類良種場”“北京油雞資源保種場”“植保微生物種質資源庫”等多個國家級種質資源庫(圃)。
“目前,我們現有的種質資源庫基本形成了中期保藏庫,但對標種業(yè)振興、打造‘種業(yè)之都’的總體目標,離高標準庫尚有一定差距,我們正在爭取政策支持,盡快建設具有區(qū)域特色、高標準的種質資源庫,與國家?guī)煜嗷パa充、彼此互通,完善種質資源保護利用體系。”該院科研處處長李奇峰表示。
豐富的種質資源,為種質創(chuàng)新提供了重要基礎。近些年,該院專家團隊在各作物領域開展育種基礎性研究,取得了多個國內乃至世界范圍的首次突破。
談起西瓜,人們都熟悉它的甘甜,但卻很少有人知道最初它是苦的。西瓜為何會變甜?如今,掌握這個秘密的人就在北京市農林科學院蔬菜研究所。他就是被農民親切稱為“西瓜大王”的許勇。
歷經20多年的科研攻關,許勇帶領團隊率先繪制完成了世界上第一張西瓜全基因組序列圖譜,成功破譯了西瓜的“甜蜜基因”,大大提升了育種效率,一舉奠定了我國西瓜基礎科研在世界上的領先地位。多年來,他培育的“京欣”“華欣”“京美”等“京牌”系列西瓜在華北、華東等主產區(qū)占有率已超過60%。
說起大白菜,算得上是中國人“菜籃子”里的“當家菜”,然而長期缺乏冬春和夏季栽培專用品種曾是白菜種業(yè)面臨的難題。“白菜是兩年生作物,一年只能繁一代,育種周期長、投入大,要育出好品種,沒有想象中那么簡單。”該院蔬菜所所長溫常龍?zhí)寡浴?/p>
30多年來,為實現我國大白菜周年生產和均衡供應,該院專家團隊在種質改良、新品種開發(fā)上持續(xù)發(fā)力,至今共培育了76個滿足多樣化需求和適于周年生產的大白菜新品種。
其中,“京秋3號”占據我國華北和東北市場份額的40%,是我國唯一推廣面積上千萬畝的蔬菜品種,雜交小白菜品種占全國市場份額的40%。“北京新3號”是我國第一個獲得植物新品種權的大白菜品種,耐貯運、品質好,滿足了我國大白菜北菜南運的需求。
如今,北京市農林科學院培育出的“京牌”種子源源不斷走向市場,不少成為我國“當家”品種。“京葫36號”西葫蘆新品種打破國外公司長期壟斷;“京龍1號”雜交鱘是我國第一個作為食用的鱘魚新品種;“北京油雞”成為國家級畜禽品種資源重點保護品種,這只曾瀕臨滅絕的“宮廷雞”成功實現保種繁育重現市場;選育桃和油桃系列新品種22個,占平谷大桃種植面積70%。
面向世界,一批“京牌”種子也走向了國際市場。“京麥”系列雜交小麥品種在巴基斯坦多年大面積展示示范,“京科糯2000”鮮食玉米品種在越南每年種植超百萬畝,“京研”蔬菜品種出口至美國、日本、俄羅斯、越南等20多個國家。
創(chuàng)新成果轉化機制,助力“小種子”長成“參天樹”
玉米,我國三大主糧之一。提到它,就不得不與北京市農林科學院玉米中心的一位育種專家聯(lián)系起來,他就是自稱“玉米團長”的趙久然。他破譯了我國玉米重要核心種質“黃早四”的全基因組序列,破解了其來源之謎,為后續(xù)開展玉米遺傳改良研究提供了寶貴數據。
近年來,趙久然不僅帶著他的玉米團隊研發(fā)出上百個玉米新品種,還積極在品種產業(yè)化和大面積推廣上下功夫。按照“企業(yè)需求、訂單育種、聯(lián)合開發(fā)、共拓市場”的商業(yè)化育種和產業(yè)化推廣理念,該院玉米中心牽頭聯(lián)合多家骨干種子企業(yè),組建“1+N”玉米聯(lián)合體,共同研發(fā)推廣“京科968”“MC121”“京科999”等系列國審玉米新品種。其中,“京科968”至今已累計在全國推廣超過1.7億畝。
“我們不僅要重研發(fā),也要重轉化,必須讓科研人員勞有所得。”北京市農林科學院成果轉化與推廣處處長鄒國元介紹。近年來,該院以育種家為核心,創(chuàng)新種業(yè)科技成果轉化模式,激發(fā)專家創(chuàng)新動力,推進科技創(chuàng)新與科技產業(yè)融合發(fā)展和良性循環(huán)。
蔬菜所成為該院在育種制度創(chuàng)新上首個吃“螃蟹”者。2016年,該所通過事企機構改革,建立了院控股、育種家參股、知識產權作價入股的首個事企脫鉤的育繁推一體化蔬菜種業(yè)企業(yè)——京研益農(北京)種業(yè)科技有限公司,也由此為加快種業(yè)成果轉化打造了“孵化器”。
改革見實效。目前,全院培育各類蔬菜新優(yōu)品種超過640多個,引領了我國蔬菜品種4次更新?lián)Q代,研發(fā)的白菜類、西瓜等特色蔬菜品種占同類型市場份額近1/2,覆蓋全國1800多個市縣,每年為菜農增收超過百億元。京研益農公司成果轉化規(guī)模連續(xù)十多年位于全國同行首位,成為我國蔬菜種業(yè)骨干企業(yè),入選農業(yè)農村部蔬菜種業(yè)“破難題”陣型。
雜交小麥,育種難度超過“雜交水稻”,其商業(yè)化制種一直難以突破。對此,2017年,根據農業(yè)農村部和北京市農業(yè)種業(yè)改革試點精神,北京市農林科學院和河南省鄧州市人民政府對鄧州昌平農業(yè)科技有限公司進行增資擴股改革,該院以知識產權作價1億元入股,鄧州市國有資產控股運營集團有限公司以7500萬元現金入股,袁隆平農業(yè)高科技股份有限公司以1000萬元現金入股,注冊資金達到2億元,推進雜交小麥產業(yè)化,實現了雜交小麥大面積制種突破300公斤/畝。
一子落,全盤活。這幾年,該院種業(yè)成果轉化不斷取得新成績。與北京華奧農科玉育種開發(fā)有限責任公司合作,成功實現玉米新品種“京科甜158”“京科糯609”“京農科728”的轉讓,轉讓費達566萬元。“京科968”雄性不育三系配套玉米制種技術轉讓6家企業(yè),許可使用費1200萬元;攻克了蘋果矮化自根砧脫毒苗木繁育技術,2020年分別許可山西運城、云南麗江、陜西西安三家企業(yè)實施,技術收入320萬元,其中西安佳豐晨曦企業(yè)管理有限責任公司2021年累計生產150萬株,直接經濟效益達2000萬元。
北京市農林科學院的實踐證明,“以育種家為核心”的科研成果權益改革,保證了育種人才、育種資源不流失,將科研機構、育種家以及公司三者的權益關系法律化,權責明確、利益共享、風險共擔,合作共贏,不僅實現了優(yōu)質科研人才、科研資源與種業(yè)企業(yè)的有機結合,也讓每一粒“小種子”長成了“參天樹”。
攻關關鍵共性技術,為服務全國樹“標桿”
加緊推進種業(yè)關鍵共性技術和種源核心技術攻關,是現階段種業(yè)振興的關鍵任務。近年來,北京市農林科學院發(fā)揮自身優(yōu)勢,聚焦領域內關鍵共性技術,取得了多項核心技術突破,為服務全國種業(yè)發(fā)展樹立了“標桿”。
走進該院的北京玉米種子檢測中心實驗室,多臺PCR儀正在高效運行,中心研究員王鳳格介紹起每一份種子送檢樣品的檢測流程:“送檢種子樣品經過處理和多項試驗步驟,檢測形成指紋原始數據,經過軟件解析后,再與DNA指紋數據庫進行比對,品種‘身份’一驗便知。”
長期以來,我國農作物種業(yè)市場存在品種同質化難分辨、套牌侵權難識別、種質資源難溯源等問題,李逵李鬼分不清,品種管理及種子質量監(jiān)管面臨考驗。
為破解這道難題,該院構建了全球最大的農作物標準DNA指紋庫,庫容量超10萬份,并在國內率先建立高通量、低成本、易推廣的分子檢測技術體系和DNA指紋共享平臺,為品種“身份證”制度的建立提供了重要技術依托。
如今,DNA分子檢測技術體系的構建與應用已成為該院面向全國種業(yè)分子檢測領域的權威名片。該項技術已應用于我國玉米、小麥、水稻、蔬菜等各類農作物種子質量監(jiān)督抽查、區(qū)試品種把關、審定登記品種清理、品種權保護等實際工作中,未來還將在我國推進“實質性派生品種”制度方面發(fā)揮不可替代的作用。
在蔬菜育種技術提升方面,該院蔬菜所建立我國首個蔬菜全基因組高通量分子育種技術平臺,同時在基因編輯技術以及單倍體育種技術領域取得了重要突破。這些技術的應用大幅提升了蔬菜育種的精度和效率,也支撐了我國蔬菜重大品種培育和推廣。
當前,智慧育種逐漸興起,全球種業(yè)發(fā)展已步入育種4.0階段。面向市場對于數字化育種技術產品的迫切需求,該院信息技術研究中心趙春江院士團隊經過十余年的技術攻關,研發(fā)出具有自主知識產權的作物商業(yè)化育種信息管理平臺——“金種子育種平臺”,有效解決商業(yè)化育種領域的多個關鍵共性問題。
如今,該平臺是目前國內市場占有率最高的育種軟件。其中,旗下的“企業(yè)平臺”被隆平高科、墾豐種業(yè)、德農種業(yè)和山東圣豐種業(yè)等應用;“云平臺”為國內首個投入商業(yè)化運營的育種云平臺,被400多家育種單位使用,在線客戶最多;“品種試驗平臺”成為國家和省級品種審定與保護工作的通用工具,全國用戶2萬多個。
種業(yè)創(chuàng)新永遠在路上。目前,該院已制定“11158”種業(yè)重大科技創(chuàng)新工程,將完善升級1個市級農業(yè)種質資源中期保藏綜合庫,精準鑒定1萬份以上種質資源,建設1個覆蓋全面、業(yè)內權威、廣泛適用的品種分子指紋數據庫,建設基因組、表型組與基因編輯等5個基礎研究協(xié)同創(chuàng)新平臺,實施玉米、雜交小麥、重要林木、果樹、蔬菜、水產、畜禽和觀賞園藝作物等8項新品種培育聯(lián)合攻關重大項目。通過這些舉措,進一步提升全院種業(yè)科技創(chuàng)新能力。
奮進者必能勇?lián)姑⒋笥凶鳛椤O嘈牛诮ㄔO農業(yè)強國、發(fā)展新質生產力的征程上,北京市農林科學院一定能貢獻更大的種業(yè)力量!
編輯:董雨吉