作物種質(zhì)資源是重要的生物資源，也是農(nóng)業(yè)科學(xué)原始創(chuàng)新、種業(yè)振興和生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源頭與源泉，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保障國家糧食安全、生態(tài)安全和能源安全的戰(zhàn)略性資源。近年來，隨著《生物多樣性公約》《糧食和農(nóng)業(yè)植物遺傳資源國際條約》等相繼實施和生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，世界各國更加認識到種質(zhì)資源的戰(zhàn)略地位，紛紛加強收集和保護工作。

黨中央、國務(wù)院十分重視作物種質(zhì)資源保護與利用。2021年中央一號文件強調(diào)：“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，種子是基礎(chǔ)”“加強農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護開發(fā)利用”“打好種業(yè)翻身仗”。

圖片來源：視覺中國

種質(zhì)資源是作物新品種的源頭

近年來，我國通過小麥地方品種和普通野生稻種質(zhì)資源的發(fā)掘利用，在糧食作物育種方面取得了巨大突破。實際上，農(nóng)作物常規(guī)育種的每一次重大突破，均來自地方品種或野生近緣種中關(guān)鍵基因的發(fā)掘與利用。

隨著“組學(xué)”研究的不斷深入，細胞學(xué)、遺傳學(xué)、分子工程等方面新技術(shù)大量涌現(xiàn)，種質(zhì)資源保護的對象已從生命個體或群體外延到脫氧核糖核酸（DNA）和基因。現(xiàn)代種業(yè)利用生物技術(shù)開發(fā)種質(zhì)資源，研發(fā)優(yōu)質(zhì)作物品種并申請專利，在國際種業(yè)市場形成巨大知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢。利用種質(zhì)資源研發(fā)出的作物新品種，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著“芯片”的作用，體現(xiàn)著國家農(nóng)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)企業(yè)經(jīng)營的核心競爭力。

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保證農(nóng)產(chǎn)品有效供給、保障糧食安全是我國農(nóng)業(yè)在相當(dāng)長時期內(nèi)的首要任務(wù)。中國人的飯碗任何時候都要牢牢端在自己手里，必須確保谷物基本自給、口糧絕對安全。因此，培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)新品種是保障糧食安全的必然選擇，而高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)新品種的培育依賴于優(yōu)異種質(zhì)資源的深度發(fā)掘與有效利用。舍此，新品種培育將成為無源之水、無米之炊。

作物種質(zhì)資源開發(fā)利用，能夠有效助力美麗鄉(xiāng)村建設(shè)和鄉(xiāng)村振興。通過發(fā)掘綠色、優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)、保健、觀賞等特色資源，培育綠色優(yōu)質(zhì)新品種，開發(fā)營養(yǎng)保健食品，提供可觀賞性作物，將更好滿足人民群眾美好生活需要。在從“吃飽”向“吃好”的轉(zhuǎn)變中，地方品種種質(zhì)資源能夠發(fā)揮重要作用：云南的“遮放貢米”和遼寧的“京租”稻米，原始品種已在當(dāng)?shù)亟^種，從國家種質(zhì)庫引回種植后形成糧食品牌。同樣，非傳統(tǒng)用途的特色種質(zhì)資源利用潛力巨大，觀賞用油菜花和桃花、富含大麻二酚的大麻等特色種質(zhì)資源，在旅游產(chǎn)業(yè)和新藥開發(fā)方面還有廣闊空間。

我國作物種質(zhì)資源保護利用成就舉世矚目

我國作物種質(zhì)資源十分豐富，但隨著社會發(fā)展和環(huán)境變化，一些地方品種和野生近緣種迅速消失。同時，也是為在發(fā)生重大災(zāi)難或特殊需求時，人類可以從種質(zhì)庫中重新獲取戰(zhàn)略儲備，及時收集保護種質(zhì)資源顯得尤為重要和緊迫。

新中國成立以來，我國高度重視種質(zhì)資源普查和征集工作。1955—1958年，我國政府組織了全國性的農(nóng)作物種質(zhì)資源征集工作；1975—1985年，進行全國性的農(nóng)作物種質(zhì)資源補充收集與專業(yè)性、區(qū)域性種質(zhì)資源專項考察收集；2015年，開展第三次全國農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與系統(tǒng)調(diào)查收集行動。持之以恒的征集與收集工作，使我國作物種質(zhì)資源保存總量在2020年突破52萬份，位居世界第二。為使已收集的種質(zhì)資源得到有效保存，我國建立了國家主導(dǎo)的農(nóng)作物種質(zhì)資源保護和管理體系，包括1座長期庫、1座復(fù)份庫、10座中期庫、43個種質(zhì)圃、205個原生境保護點以及種質(zhì)資源信息庫。

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在廣泛收集的基礎(chǔ)上，通過栽培種與野生種間的遠緣雜交，我國科學(xué)家創(chuàng)制了一批關(guān)鍵性狀突出、遺傳基礎(chǔ)明確，育種家想用、育種中好用的育種新材料。通過創(chuàng)制水稻不育系，我國在雜交水稻研究與有效利用方面處于國際領(lǐng)先地位。在小麥新種質(zhì)創(chuàng)制方面，我國已將小麥與野生近緣植物9屬17種雜交成功，4個物種的屬間雜交為國際首次報道。其中，首次攻克利用冰草屬優(yōu)異基因改良小麥的國際難題，創(chuàng)制了一批多粒、產(chǎn)量和廣譜抗病性可同步提高的育種新材料，新材料已成為各麥區(qū)主要育種親本（即參與雜交過程的雄性和雌性個體）材料，并培育出一批新品種。向栽培種引入野生種的優(yōu)異血緣基因，有效支持了我國種業(yè)及農(nóng)業(yè)發(fā)展。

為滿足全社會作物種質(zhì)資源需求，年均向國內(nèi)1300余個單位和個人免費分發(fā)種質(zhì)資源11萬余份次。據(jù)不完全統(tǒng)計，近5年來，作物種質(zhì)資源支持培育新品種500余個，對解決農(nóng)業(yè)重大需求問題的支撐作用日益顯著。

加強開發(fā)利用，推動種業(yè)振興與農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新

將種質(zhì)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為種業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，是國內(nèi)外種質(zhì)資源與育種兩個領(lǐng)域的焦點問題。解決這一問題的關(guān)鍵是，如何在大量種質(zhì)資源中精準(zhǔn)鑒定哪些種質(zhì)可以直接利用，哪些種質(zhì)需要通過何種技術(shù)進一步改造后才能成為親本材料。

我國科學(xué)家在揭示水稻、小麥、玉米等主要農(nóng)作物骨干親本形成與利用內(nèi)在規(guī)律的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了種質(zhì)資源有效支撐種業(yè)發(fā)展的精準(zhǔn)鑒定新技術(shù)。利用該技術(shù)，我國農(nóng)業(yè)科技工作者自2001年以來，對水稻、小麥、玉米、棉花、大豆、油菜等具有1個以上突出優(yōu)異性狀的3萬余份種質(zhì)資源進行了精準(zhǔn)鑒定，有效緩解了我國種質(zhì)資源豐富與育種材料匱乏之間的矛盾。但與保存的52萬份種質(zhì)資源數(shù)量相比，我們必須進一步加強種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定與深度發(fā)掘，加強種質(zhì)資源與遺傳育種研究的密切協(xié)作，從保存資源中發(fā)掘出大量優(yōu)異種質(zhì)并進行改良創(chuàng)制，將種質(zhì)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變成可利用親本材料優(yōu)勢，打通種質(zhì)資源有效利用的最后一公里，培育出更多具有突破性的作物新品種。

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總結(jié)國內(nèi)外成功經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)制自主知識產(chǎn)權(quán)新種質(zhì)是育種持續(xù)突破的關(guān)鍵因素。我國的種質(zhì)創(chuàng)新已經(jīng)有效支撐中國的種業(yè)發(fā)展與糧食安全，但與“打好種業(yè)翻身仗”的要求相比，在創(chuàng)制自主知識產(chǎn)權(quán)可利用新種質(zhì)方面還有很多工作要做。例如，水稻擁有10余個不同基因組的野生種，但除了少數(shù)不育基因、抗病和抗蟲基因得到利用外，眾多基因還有待發(fā)掘；栽培小麥擁有23個不同的基因組和豐富的遺傳多樣性，但目前栽培小麥只利用了其野生近緣種基因庫中10%至15%的基因資源；玉米具有23個近緣種和亞種，目前利用的僅僅是熱帶、亞熱帶亞種間的優(yōu)異基因，而對于野生近緣種基因庫的利用研究才剛剛開始。種質(zhì)創(chuàng)新既是一個原始創(chuàng)新過程，也是一個優(yōu)異基因累積過程。通過原始創(chuàng)新創(chuàng)制自主知識產(chǎn)權(quán)可利用新種質(zhì)，過程長達15~30年，要付出大量財力、精力和時間，必須建立有效的持續(xù)穩(wěn)定支持機制和知識產(chǎn)權(quán)保護完整體系。

目前，一座大容量、自動化、信息化、現(xiàn)代化的國家農(nóng)作物種質(zhì)資源保存新庫即將在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院落成。我國農(nóng)業(yè)科技工作者將以此為契機，緊密圍繞農(nóng)業(yè)科技原始創(chuàng)新和現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展的重大需求，以“廣泛收集、妥善保存、全面評價、深入研究、積極創(chuàng)新、充分利用”為指導(dǎo)方針，以作物種質(zhì)資源的安全保護和高效利用為中心，集中力量攻克其中若干重大科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)難題，為種業(yè)振興、糧食安全奠定堅實的物種和技術(shù)基礎(chǔ)。

（作者為中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院原副院長）

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