大事記
1978年,經(jīng)原農林部批準成立中國農業(yè)科學院作物品種資源研究所,從此學科走上全面發(fā)展時期。
1979年,*次全國農作物品種資源科研工作會議召開。
1979年6月,原農業(yè)部和國家科委聯(lián)合發(fā)出關于進行農作物品種資源補充征集的通知,截至1984年,共收集到60種作物的11萬份種質資源。
1984年,第二次全國農作物品種資源科研工作會議召開。
1986年,國家作物種質庫建成啟用,是我國*座現(xiàn)代化作物種質庫。
1993年,在青海西寧建成了國家作物種質資源復份庫。
2004年,我國開始建設國家農作物種質資源平臺,并形成了400多家科研單位、2600多名科技人員組成的國家農作物種質資源數(shù)據(jù)采集和共享網(wǎng)絡,免費向社會提供種質資源信息和實物的共享服務。
2015年,《全國農作物種質資源保護與利用中長期發(fā)展規(guī)劃(2015—2030年)》發(fā)布,*以政府文件給予作物種質資源工作的*待遇。同年,《種子法》大修設立種質資源專章,種質資源發(fā)展迎來“加速度”。
還記得北京三環(huán)內的150畝“*貴農田”嗎?與寸土寸金的地理位置相比,生長在這塊中國農業(yè)科學院試驗田上的小麥、玉米更為珍貴。從這里培育出的中單2號、豐抗系列冬小麥等品種,累計在全國推廣面積均過億畝,給我國農業(yè)增加了數(shù)以百億計的效益。
距此兩公里開外,有座三層紅磚小樓,看似不太起眼,卻是幾十萬份種子的“諾亞方舟”——國家作物種質庫。雪白墻壁映襯下,以麥穗裝飾的綠色琉璃瓦圓柱更顯古樸。穿過長廊,推開厚重的金屬密閉門,零下18℃的低溫中,一排排高達房頂?shù)募茏由?ldquo;睡”著42萬多份種質資源。正是有了它們,才有了“*貴農田”培育的良種。
種質資源是農業(yè)原始創(chuàng)新的物質基礎,是保障國家糧食安全的戰(zhàn)略資源。如果說種業(yè)是農業(yè)的芯片,那優(yōu)異資源就是種業(yè)的芯片。如今,我國種質資源保存數(shù)量49.5萬份,居世界第二位,對產業(yè)的支撐作用日益顯著。以此為基礎,種業(yè)對農業(yè)增產的貢獻率達45%,實現(xiàn)“中國糧”主要用“中國種”。
從1978年在10多萬份種質資源基礎上重建學科,到如今成為世界第二的資源大國,向資源強國邁進,中國種質資源保護與利用的成就世界矚目。這當中除了時代的機遇和政策的支持,更離不開幾代資源人付出的青春和汗水。
美國大豆的“救星”:創(chuàng)新基礎與戰(zhàn)略資源
種質資源究竟有什么用?
有一個故事被反復提及。1954年,孢囊線蟲病使美國大豆產業(yè)遭遇毀滅性打擊,科學家們從3000多份種質資源中“翻箱倒柜”,*終找到了20世紀初美國傳教士從中國收集的地方品種北京小黑豆,利用其抗病基因選育品種,幫助美國大豆復蘇。當時,這份來自中國的種質資源,已在美國存放了47年。
一花一世界。植物的基因都蘊藏在種子當中,種質資源是攜帶遺傳信息的載體,具有實際或潛在利用價值。農業(yè)農村部副部長余欣榮指出,種質資源是農業(yè)原始創(chuàng)新的物質基礎,是保障國家糧食安全的戰(zhàn)略資源。中國工程院院士袁隆平也曾公開表示:“如果沒有野生稻資源,要在水稻優(yōu)良品種培育上有很大的突破是很難的。”
縱向看,歷次產業(yè)飛躍都有種質資源的身影:水稻和小麥矮稈基因的發(fā)現(xiàn)和利用,引發(fā)了*次綠色革命;野生稻資源則促成了我國雜交稻的育成和推廣,帶來第二次綠色革命。
橫向看,當今全球市場,誰占有了種質資源,就具備了種業(yè)乃至農業(yè)競爭的主動權:美國先鋒公司擁有世界*的玉米種質資源庫,培育出的優(yōu)質玉米品種占全球市場約20%的份額;荷蘭瑞克斯旺公司利用抗蚜蟲種質資源選育的抗蚜生菜品種,占據(jù)了歐洲市場份額的70%。
中國工程院院士劉旭介紹,我國是世界作物起源中心之一,土地遼闊,地勢復雜,加以數(shù)千年精耕細作,品種資源豐富,全世界主要栽培作物一半以上在中國都有栽培。遺傳性狀也是多種多樣,例如水稻,既有兩米高的巨型稻,也有不到40厘米的“小矮人”。但隨著現(xiàn)代科學技術和人口的快速發(fā)展,及農作物品種改良和少數(shù)高產品種的大面積種植,造成了嚴重的品種“基因流失”。
現(xiàn)代育種技術在某種程度上加劇了這種流失。“育種家多追求優(yōu)質高產,在保留A基因的同時可能就淘汰了B。”中國農業(yè)科學院作物科學研究所所長劉春明認為,有些性狀目前看似乎不重要,卻有潛在的應用價值。在長期的農業(yè)發(fā)展歷程中,難以料想哪些抗病和品質性狀會變成迫切需求。“它們一旦消失,是很難重新創(chuàng)造的,種質資源的戰(zhàn)略意義就在于保存這種多樣性。”
上世紀50年代,我國曾兩次在全國范圍內征集作物品種資源,截至1958年共征集到53種作物約20萬份種質資源。然而“文革”期間損失慘重,有的省份、有的作物幾乎喪失殆盡。
1978年,黨的十一屆三中全會召開,科學的春天來到了。同年,中國農業(yè)科學院作物品種資源研究所成立,隨后各地農科院陸續(xù)成立相關部門,我國作物品種資源工作體系初步形成,學科進入了恢復重建的發(fā)展期。
沒有硝煙的戰(zhàn)爭:存起來與用起來
北到黑龍江克山,南至海南三亞,東達浙江杭州,西抵新疆伊犁,經(jīng)過40年的發(fā)展,如今我國現(xiàn)代化種質資源保存體系遍及全國,成為農業(yè)發(fā)展的強大后盾。
但上世紀70年代,我國保存種質資源還是靠種子的種植更新,北方一般四五年、南方一兩年就要更新*。為減少種植次數(shù),各地想了不少“土辦法”,比如酒壇保存、借用商業(yè)冷庫等,有些南方單位還將資源運至新疆或青海保存,但效果都不理想,導致一些重要資源得而復失。
1979年,時任作物品種資源研究所副所長董玉琛提出:“當前的主要任務是首先搞好收集和保存,不能讓已經(jīng)收集起來的和仍生長在我國土地上的品種資源繼續(xù)丟失。”
從1979年起,原農業(yè)部在全國范圍內進行了農作物品種資源補充征集。同時組織跨部門、跨地區(qū)的多學科力量,對西藏、神農架、海南島、大巴山、三峽等重點地區(qū),水稻、大豆、小麥、果樹、蔬菜、牧草等重點作物野生種進行了專項考察,發(fā)現(xiàn)了一批優(yōu)質品種和極具潛在價值的野生近緣種,使我國成為掌握野生大豆*多的國家,改寫了世界普通野生稻分布北限為25度的結論。截至1999年,我國作物種質資源已超過36萬份,僅次于美國。
翻山越嶺收集到的寶貴資源,不能還用“土辦法”保存。
1986年,在國家項目支持及國外機構資助下,我國建成了*座現(xiàn)代化作物種質庫,也就是北京三環(huán)附近的紅磚小樓。為什么選址北京?“因為北京供電相對穩(wěn)定一些。”劉春明告訴我們,這里是全國作物種質資源長期保存中心,長期儲藏冷庫的溫度維持在-18℃左右,相對濕度小于50%,低溫低濕條件下種子可保存50年以上。“保持低溫并不難,更難的是低溫條件下保持低濕,這對維護要求很高。”
作物科學研究所種質資源中心主任李立會介紹,長期庫種子主要作儲備之用,保存數(shù)量不多。每份種子都在全國種質資源目錄有*的編號,調用種子須經(jīng)國家主管部門批準。
“種子要進入長期庫,可沒那么簡單。”中心副主任方溈告訴我們,各地收集的種子要經(jīng)過活力檢測、干燥、包裝、編目好幾道手續(xù),才能裝在鋁箔袋或金屬盒中入庫。
1993年,我國在青海西寧建成了國家作物種質資源復份庫,用于長期庫的復份保存,以防止地震、火災、洪水等可能的威脅。
除長期庫和復份庫外,在國家資金支持下還建成10座中期庫。中期庫周年溫度0℃~10℃,種子可保存15年左右,主要負責種質資源的保存、分發(fā)與交換。2000年前后,我國已初步形成了國家主導、分工協(xié)作的種質資源工作體系。
進入21世紀,一場看不見硝煙的種子戰(zhàn)在世界范圍內展開,“種中國豆侵美國權”的教訓更是引人深思。在這場戰(zhàn)爭中,誰對種質資源研究和利用合理充分,誰就將贏得勝利。
如果說前20年我國種質資源工作以收集保存為主,本世紀以來則轉向研究、創(chuàng)新、利用為主的軌道上,提出了“在保護中利用,在利用中保護”的新觀點,越來越多“沉睡”的資源飛向更廣闊的田野。
2004年,我國開始著手建設國家農作物種質資源平臺,并形成了400多家科研單位、2600多名科技人員組成的國家農作物種質資源數(shù)據(jù)采集和共享網(wǎng)絡,免費向社會提供種質資源信息和實物的共享服務。近10年來累計向國內分發(fā)種質資源35萬余份次。
既要存得住,也要用得好,得到充分利用的種質資源開始“大展拳腳”。截至2014年,利用耐冷水稻種質育成的長白10號和吉粳78,累計增產稻谷1.46億公斤,獲得經(jīng)濟效益2.1億元;利用中品661大豆種質,育成了*個高油國審大豆品種冀黃13;利用高產抗倒伏種質中黃麻1號等,在新疆、內蒙古、甘肅、江蘇等省區(qū)建立了萬畝優(yōu)質紡織原料基地。
強動力的“資源芯”:用得好與進得來
因為一顆蟠桃,70歲的陜西咸陽農民趙建英,和千里之外的中國農業(yè)科學院鄭州果樹研究所(以下簡稱“鄭果所”)結了緣。
四年前,趙建英種的桃還是大路品種,每斤才賣一元錢。經(jīng)人介紹,他找到鄭果所,在研究員朱更瑞指導下,種上了“中油蟠”新品種:“顏色金黃,口感甜,貨架期長,每斤售價10元。”我們采訪時,恰逢他坐了*火車再赴鄭果所“取經(jīng)”:“看看還有啥更新?lián)Q代的好品種。”
在全國,像趙建英一樣受益于“中油蟠”系列品種的農民數(shù)不勝數(shù)。而這一品種的選育,離不開鄭州國家桃種質資源圃里的1208份資源。“我們從中選出30多份蟠桃種質資源,再篩選出2份優(yōu)異種質,經(jīng)過30多年不懈努力,培育出集蟠桃和油桃優(yōu)點于一身的油蟠桃品種。”鄭果所“桃種質資源與遺傳育種”創(chuàng)新團隊負責人王力榮介紹,這不僅讓農民致富有了新門路,也使我國桃品種更新了3-4代。
目前,我國已建成國家作物種質資源長期庫1座、復份庫1座、中期庫10座、種質圃43個、原生境保護點199個以及種質信息中心1個。種質資源的厚積薄發(fā),成為科技創(chuàng)新、農民增收、產業(yè)發(fā)展的強大“芯片”——
在湖南,農作物種質資源庫保存了2.3萬余份水稻,利用這些資源,湖南省農科院實施了“鎘低積累水稻品種選育及篩選”課題,低鎘水稻品種選育再上臺階;
在云南,優(yōu)異種質資源毫目細在當?shù)亟^種40年后,種植戶重新引種種植,粒大、油亮、香軟、冷不回生的特點在市場大受歡迎,種植面積15萬畝,已形成“遮放貢米”品牌,農民年增收2.88億元;
在浙江,近年來組織實施25個種質資源保護與利用基地建設項目,利用地方優(yōu)勢資源材料育成衢鮮5號、浙茭3號等12個新品種,累計推廣面積17.9萬畝,增收4.19億元,推動龍游小辣椒、上虞烏皮青仁等地方特色資源的產業(yè)化開發(fā),實現(xiàn)增收2.33億元……
然而這也帶來一些現(xiàn)實問題。雖然新品種推廣勢頭大好,王力榮*近卻有些發(fā)愁:“和種質庫相比,種質圃周期長、成本高,每畝成本至少5000元。因為土地不足,現(xiàn)在我們的育種田都只能給種質資源保存圃讓路。”
作為湖南省農作物種質資源庫負責人,段永紅也不輕松:“種質資源庫的維護、種子的繁殖更新都是一筆不小的費用。”
我國研究單位和育種人員很多,種子需求量大,保存和繁殖都需要龐大的經(jīng)費支持。為解決這一問題,近年來國家不斷加大支持力度。自2001年至今,共定期監(jiān)測并繁殖更新種質47.8萬份,確保了國家?guī)炱再Y源的安全保存。
除了資金,種質資源的共享還存在一些“瓶頸”:*鑒定不足,離有效滿足產業(yè)發(fā)展需求還有一定距離;信息反饋不暢,種質工作者提供種子后,索取者本應及時向提供者反饋研究和利用信息,但如今索要種子易、收集信息難;資源權屬不清晰,共享利用效率不高……
這當中,種質資源走出去、引進來更是熱議的焦點。
我國地域遼闊,資源豐富,保存農作物種質資源中大部分為我國自有資源,來自國外的占21%,相比美國國外資源80%的占比,一方面說明我國資源豐富,另一方面說明我們相對缺乏別國擁有資源。
“我們不能關緊大門拒絕交流,也不能不顧我國品種安全。”農業(yè)農村部農作物種業(yè)處處長儲玉軍認為,要創(chuàng)新體制機制,確保種質資源進得來、出得去、用得好。拓寬資源引進渠道,加大優(yōu)異資源引進力度;深化改革,推動我國種企和科研單位開展國際交流。
與時間賽跑:追種子的苦與樂
2015年,《全國農作物種質資源保護與利用中長期發(fā)展規(guī)劃(2015—2030年)》發(fā)布,*以政府文件給予作物種質資源工作的*待遇,大修后的《種子法》也設立種質資源專章,種質資源發(fā)展迎來“加速度”。
按照《規(guī)劃》,全國第三次農作物種質資源普查與收集行動是“當頭炮”,要完成2228個縣、大約10萬份資源的收集保存任務。
這是一場和時間的賽跑:隨著人口增長、城市擴張以及新品種推廣等原因,目前我國地方品種和主要作物野生近緣種喪失速度驚人,在湖北、湖南、廣西、重慶、江蘇、廣東6省375個縣,主要糧食作物地方品種的數(shù)目1956年為11590個,2014年僅剩3271個,喪失比例高達71.8%;1981年廣西野生稻分布點1342個,目前僅剩325個,平均每年減少近30個。消失的不會重生,減少的不會再增多,種質資源普查收集刻不容緩,而普查隊員就是一群“追種子的人”。
好的種質資源大多分布在交通不便的偏遠地區(qū)、高山峻嶺,“追種子”不僅辛苦,有時還有危險。
王力榮和湖南省種質資源第三調查隊隊長楊水芝都已過知天命之年,卻一個冒著高原反應多次進藏,還曾因為汽車故障,在面包車里耗了*;一個為采集梨品種,爬上十多米高的大樹,有時樹干太光滑,就把剪子扎在樹上往上爬。
辛苦是辛苦,但發(fā)現(xiàn)珍稀品種的喜悅是無法比擬的。我們采訪時,楊水芝剛結束*調查,每根樹枝都被她仔仔細細捆扎起來,每一枝都能介紹一長串。說起藏區(qū)考察,王力榮也打開了話匣子:“飛機在林芝上空飛過時,下面全是大片大片的桃花,都是珍貴的野生桃樹。其中有棵700多年的老桃樹,樹干要三人合抱,已經(jīng)被收集回來,正進行基因測序。”
除了品種,感動有時也來自人。在被譽為“湖南屋脊”的壺瓶山進行系統(tǒng)調查過程中,70歲的壺瓶山巡護員杜凡章老人專門出山協(xié)助。對壺瓶山3000多種植物,他都了如指掌。在他的帶領下,普查隊員進入壺瓶山上半荒廢的麻風病村。村里有對80多歲的老人,幾十年來保存了不少地方品種,見到普查隊員他們很激動:“幸好你們來了,要是哪天我倆不在了,這些資源就沒有人留了。”
雖然曾因為資金不足,再加上種質資源的飛速流失,這場和時間的賽跑常讓這群“追種子的人”感到無奈。但從2015年以來,中央財政已先后安排1.468億元,支持資源普查和收集工作。地方也相應配套資金,重慶專門劃撥1000萬元支持種質資源調查和保護;廣東安排資金320萬元用于種質資源調查,并計劃投入5000萬元改擴建種質庫。
據(jù)了解,本次普查已完成調查的623個縣中,有68個縣的種質資源從未被收集保存,共搶救性收集各類地方品種、國家重點保護的作物野生近緣植物及其他珍稀、瀕危野生植物種質資源29763份。經(jīng)與國家種質庫(圃)保存信息比對,85%以上為新收集資源。
這些優(yōu)異種質資源的發(fā)現(xiàn),帶來了巨大的社會經(jīng)濟效益——
廣西省上思縣發(fā)現(xiàn)的野生葡萄高抗霜霉病和根結線蟲,對抗病品種改良極具利用價值;江蘇農科院收集的棠梨,果實極小,但抗腐爛病能力強;湖北秭歸利用地方品種“桃葉橙”建產業(yè)園區(qū),種植面積從幾十畝發(fā)展到3000多畝,產值增加4000萬元以上;湖南將地方特色品種穇子加工成穇子粑、穇子團、穇子酒、穇子粉等,種植面積恢復到1.5-2萬畝;重慶城口縣利用普查發(fā)現(xiàn)的野生資源,打造“野生獼猴桃”產業(yè)帶、“七彩巴山豆”示范基地和“金色火罐柿”產業(yè)片,促進農旅緊密結合,打造了*扶貧新產業(yè)。
40年很長,足以讓中國躋身種質資源大國之列,創(chuàng)造屬于自己的輝煌:改革開放40年來,我國利用優(yōu)質種質資源,培育出超級稻、矮敗小麥、轉基因抗蟲棉等一批革命性品種,推動全國主要農作物品種更新了5-6次,每次更換都增產10%以上。
40年又很短,從種質資源大國邁向強國的征程中,這是一個起點:當今世界,種質資源已事關國家核心利益,其保護和利用受到世界各國的高度重視,對中國來說,在風起云涌的世界種業(yè)格局中,要搶占科技制高點,離不開種質資源這塊“芯片”的日益強勁。
有了這塊“中國芯”,中國種業(yè)的明天,值得期待。
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