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我国种业自主创新发展研究
论文作者:童鞋论文网  论文来源:www.txlunwenw.com  发布时间:2018/3/10 8:48:38  

种业是国家基础性、战略性核心产业,是保障国家粮食安全、提高粮食品质、改善农产品结构的根本要素,也是农业供给侧改革的重要组成部分。当前的农业供给侧结构性改革既是对我们过去生产方式和品种选育目标的挑战,又为探索我国种业发展自主创新道路提供了机遇。

从2011 年农业部成立种子管理局以及国务院发布8 号文件起,我国种业行业发生了巨大的变化,种业公司的自主创新意识明显增强,研发投入大大增加,行业内的合并重组频繁发生,公司数量从2011 年的8700 多家减少到2017 年的大约4400 家。在行业发生这些可喜变化的同时,我国种业的自主研发能力仍然比较薄弱,技术手段主要还是传统育种,分子育种大多数还停留在概念阶段;育种体系以课题组形式为主,缺乏有效的分工和合作,不能形成规模和体系;育种材料创新不足,不能够有效地满足新的耕作制度对品种的要求;种业公司的财力有限,在研发方面的投入与国际大公司的差距巨大,这就是我国种业界的现状和我国的基本国情。在这种竞争极不对称的情况下,我国种业的自主创新之路在哪里?我们的发展战略是什么?

1 国际种业公司的创新体系

他山之石,可以攻玉。国际种业公司成功的背后一定有其值得学习和借鉴的经验。1997-2003 年我在美国普渡大学和康奈尔大学攻读遗传育种博士学位及从事博士后研究,2004年我加入到美国杜邦-先锋公司,担任其全球分子标记实验室经理。我的实验室每年要完成至少500 多个分子育种项目,为先锋公司全球的育种家提供分子标记检测及新技术开发方面的工作。在这个过程中我深刻地体会到国际大公司的运营效率和研发中心的优势:全球的育种家把试验材料送到一个共享的高通量检测平台,不仅提高了效率、降低了成本,而且公司总部愿意投资把全球最先进的技术引入到该平台,这又保持了平台的先进性和竞争力。比如先锋公司在辽宁铁岭的育种站,通过快递把他们的育种材料(玉米叶片)送到我的实验室,我们检测和分析后及时地把分子育种信息发送给铁岭的育种家。这样先锋公司在铁岭的育种家就可以享受到最先进的分子育种技术成果,帮助他们进行育种材料的升级和取舍,大大提高了选择的科学性、精准性和育种效率。公司总部的数据中心也及时地收集到了全球各个育种站的各类数据,公司内部的分类大数据自然就形成了,而公司总部的生物信息、遗传学等研究人员在此基础上进行各种各样的数据分析、基因挖掘、模型验证等工作。公司内部形成了一个庞大的分工合作、信息共享、相互支持的研发体系,有了这个体系的保障,每年新品种、新技术的产出便形成一个水到渠成的管道(Pipeline)。国际大公司的核心竞争力主要来自于3 个方面:一是公司高度契合、高效运营的研发管理体系;二是大力度的研发投入,研发费用一般是年销售收入的10% 以上;三是一流的研发队伍,从全球招聘中高级科研人员并以优厚的待遇留住人才。我国的种业公司与国际公司相比在这3 个方面都有差距,但我认为最大的问题是我国种业公司落后的研发管理体系。在我国一个典型的种业公司里一般有几个育种课题组,他们独立从事自己的育种工作,在材料、信息、队伍等方面很少有分享,不同课题组之间是一条条从头到尾的平行线,往往是竞争关系而鲜有合作,大家做的工作往往是低端的重复而没有形成合力。各个公司的经济实力有限,在财力、人力、技术等方面都无法支撑起一个高水平的研发中心。

2 我国种业的自主创新之路探索

在反复思考我国的种业研发现状并与国际公司进行对比分析后,我觉得我们必须走一条与国际公司不同的发展道路,我们必须走科企结合的道路,必须走抱团取暖、合作共享的道路。我们要团结多家公司和科研单位的力量并在国家农业部的支持和指导下建立一个公共的、共享的研发平台,把国际先进的设备、技术、人才集中在这个平台上为全国的种业公司提供技术支持,把先进的分子育种技术手段引进来并帮助和培训我国的种业公司推广应用,这样才能够利用有限的资源来发挥最大的社会效益。在这个思路的指导下,2013 年9 月分别在北京和长沙注册成立了中玉金标记(北京)生物技术股份有限公司和华智水稻生物技术有限公司。中玉金标记的创立是创新的产物,是探索中国特色种业自主创新体系建设的产物,该公司从以下几个方面体现了创新和价值。

(1)这是一个在资本层面进行科企联合的产物。金标记的创始股东包括8 家国内有影响的种业公司和中国农业科学院作物科学研究所,种业公司的老总们和作物科学研究所的专家们在农业部种子管理局领导的亲切关心支持下成立了这个公共服务平台——国家玉米分子育种平台。

(2)这是一个真正的开放平台和服务平台,对全国各个单位开放并为大家提供一流的技术服务。金标记自从成立以来,已经投资7500 万元,建成了目前国内技术配套最完善、检测通量最高、技术水平领先的分子育种和分子检测实验室。从2015 年5月开始运营以来,已经为全国205 家种业公司和育种单位完成了670 个分子育种和分子检测项目,平台的技术水平、开放程度、先进理念、管理水平得到了社会各界的认可和赞赏。

(3)这也是一个真正的共享平台!我们农业人的理念并不落后,在共享单车等共享经济变得十分火热之前,我们已经设计并且建立起了这个共享的种业研发平台。这个模式尤其适合目前我国的种业行情。绝大多数种业公司没有足够的财力、物力、人力建立起一个独立的分子育种实验室,也没有足够的业务需求来支撑,因此让各个种业公司建立自己的分子实验室不现实,也没有必要,但每家公司的需求是存在的,育种家们也希望享受到一流的育种技术。因此,建立一个高水平、高通量的公共服务平台在全国共享,为全国提供技术服务是一个最合理、最高效的选择。这就相当于国际公司的研发中心,区别在于我们是为全国种业服务的,而不是仅为自己公司内部的育种家服务。这是中国版的种业研发中心,是种业版的共享单车。

(4)这是一个种业科技转化平台。自从公司成立之后,联合国内一流的大学和科研单位,挖掘、验证和转化他们的优异科研成果并为种业服务,这是我们的发展策略。我们与包括中国科学院遗传发育与生物学研究所、中国农业科学院作物科学研究所、中国农业大学在内的12 家单位建立起了战略合作关系,并开始了实实在在的科技合作。以与中国农业大学徐明良教授的合作为例,徐明良是国际知名的玉米抗病遗传育种教授,对玉米的青枯病、丝黑穗病、粗缩病、灰斑病等方面的抗病基因或QTL 有非常深入的研究,并克隆了部分抗病基因。公司与徐明良课题组签订了技术开发协议,我们每年给他的课题组支付一定的研发费用,徐教授把他的基因或QTL 信息提供给我们进行SNP 标记的开发和验证,用于育种材料的抗病改良。公司实验室在此基础上做了大量的研发工作,开发出了一系列与抗病基因紧密连锁或基因内部的功能标记,用于分子标记辅助育种或育种材料的抗性评估,大大提高了育种的效率和精准性。

(5)这是一个高效的种业科技创新平台。在进行科技转化和服务的同时,我们也紧跟国际公司的技术动态和发展方向,抓紧研发对我国种业公司有价值的育种新技术、新方法。以种子切片机为例,目前国际上只有孟山都公司拥有种子切片机,然而它实行严格的技术垄断,不对外销售机器也不对外提供服务。种子切片机与分子标记结合使用能够在种子播到地里之前进行选择,把不符合要求的种子淘汰掉,只留下符合育种目标的种子,然后播种到地里进行田间鉴定和升级。这就会大大提高育种效率、减少田间工作量并加速育种进程。为了打破孟山都公司在该技术领域的垄断,公司首席科学家带队,组织了一个精干的研发团队,与一个生产精密设备的国内公司联合,经过2 年的攻关和500 多万元的研发投入,我们终于研发出了玉米、小麦、水稻种子切片机,这是我国第一台完全自主研发的高通量种子切片机,每年一台机器至少可以切割100 万粒种子。在此基础上,我们还进一步研发出了高通量种子挑选机,就是把经过分子标记分析后的种子进行自动化挑选,选出育种家希望留下来的种子。这是中国第一,也是国际首创!公司最近又联合国内15 家科研单位,推出了5大农作物(玉米、小麦、水稻、大豆、油菜)的育种芯片。这5 张育种芯片包含了我们已知的功能标记位点并兼顾在基因组中的代表性,包括抗病性、抗旱性、高产性及部分农艺性状,是我国分子育种的代表作品,能够极大地推动我国的育种水平。这是科企合作的产物,是我国种业界联合研发的结晶。

中玉金标记公司成立3 年多来为探索中国特色种业创新体系的建立做了大量的实践,我也深深地感觉到创新之不易,尤其是在体系创新和模式创新方面需要坚定的信念、强大的信心和扎实的管理。令人欣喜的是我们的探索之路已经开始结出硕果,除了上述的成果之外,我们的玉米品种改良工作非常让我觉得骄傲。利用开发的各种玉米抗病标记,我们为12 家种业公司开展了26 个品种的抗病改良工作。这些品种都是目前生产上大规模推广的品种,我们有信心在5 年之后经过中玉金标记改良的玉米品种将占到我国玉米市场的10%,并通过品种抗病性的大幅提高而减少病害损失大约10%,即每年为农民增加收入大约40 亿元。中玉金标记的建立和成功运营是我的中国种业梦。如今,金标记已经成功建立,但还需要更多的努力使公司做到成功运营,需要政府和种业界同仁一如既往的关心和支持。

我坚信中国种业的自主创新之路会越来越扎实,中国种业也会在体制创新和科技创新的双重驱动下越来越强大,中玉金标记愿为中国种业的发展壮大创造无限动力!

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