农业专家话三农  科技助力玉米种业发展

来源：中国农业科学院（微信号）

作者：中国农业科学院作物科学研究所，李新海；中国农业大学，赖锦盛；吉林省农业科学院，路明；

河南省农业科学院，王振华；北京农林科学院，赵久然。

党的十八大以来，党中央高度重视种业发展。习近平总书记指出“要下决心把我国民族种业搞上去，抓紧培育具有自主知识产权的优良品种”“中国人要把饭碗端在自己手里，而且要装自己的粮食”。2020年中央经济工作会议强调，要立志打一场种业翻身仗。玉米是我国一大粮食作物，加快种业科技自主创新，把握玉米种业发展主动权，对保障国家粮食安全意义重大。

一、种业科技进步支撑我国玉米产量连上新台阶

我国玉米总产从1949年的0.12亿吨提高到2020年的2.61亿吨，良种对单产贡献率达45%以上，种业科技进步成为主要支撑力量。

基础研究取得新进展，测序完成的自交系“Mo17”“黄早四”和“SK”成为国际玉米基因组研究的代表；阐明我国玉米种质演化规律；克隆和解析了控制株型、抗病、耐旱、品质、产量等关键基因。

建立育种技术体系，我国玉米育种技术先后经历地方农家种、杂种优势利用、单倍体和分子育种等发展阶段。近年来，转基因、基因编辑、全基因组选择等现代生物育种技术逐渐成为重要创新手段，转基因抗虫耐除草剂玉米获得生产应用安全证书，基因编辑技术已实现技术优化并应用于种质创新。

拓宽种质基础，育成“黄早四”“昌7-2”“丹340”“吉846”“掖478”“郑58”“齐319”等骨干自交系，奠定了以四平头、旅大红骨、兰卡斯特、改良瑞德等类群为代表的我国玉米种质基础。近年来，早熟矮秆、耐密抗逆、籽粒脱水快等性状正成为原创种质的遗传改良新方向。

选育出一批新品种，育成以“中单2号”“丹玉13”“掖单13”“农大108”“郑单958”“浚单20”“京科968”等为代表的主栽品种，带动了我国玉米生产5~6次品种更新换代，“郑单958”连续17年成为全国推广面积最大的品种。近年来，耐密抗逆宜机收品种成为育种的主导方向，推动新时代玉米生产发展。

提升良种繁育水平，玉米种子生产可基本实现从种到收的全程机械化，种子产业化加工技术水平明显提升，生产用种90%以上可实现单粒播种，99%以上达国家标准纯度二级以上；第三代分子标记技术已快速应用于种子质量监控领域；雄性不育制种技术正成为良种繁育新的研究热点。

二、国际玉米种业科技向精准高效智能化发展

现代生命科学的飞速发展使生物技术与信息技术深度融合，驱动玉米种业技术加速向精准化、高效化和智能化发展。

基础研究成为驱动种业发展的创新动力，以生物组学为代表的前沿学科揭示了性状形成机理；规模化挖掘性状基因，深度解析基因功能和调控网络成为基础研究的主要趋势；种质资源演变规律研究为创制突破性新种质提供基础支撑。

前沿关键技术突破正推动种业进入新一轮革命，世界范围内以“生物技术+信息化”为特征的第4次种业科技革命正在孕育，基于基因编辑技术成功创制出高产糯玉米新品种并实现产业化，全基因组选择技术已应用于耐旱育种，推动了传统育种技术升级改造。发达国家已开始迈入生物技术+人工智能技术+大数据深度融合的“生物育种4.0”时代。

优异种质资源创新和新品种培育呈现快速精准高效智能化特征，高通量测序技术实现了玉米种质基因型的快速精准鉴定，加速了高产优质绿色种质的精准设计与创新；拥有多基因的高产优质、抗虫耐除草剂、节水节肥品种不断涌现，生物技术产品升级加速；全球玉米品种研发呈现以产量为核心向优质专用、抗病抗逆、资源高效、适宜机械化的多元化方向发展。

种业创新链一体化趋势明显，发达国家玉米种业创新链和产业链分工明确、配合密切，形成公益性研究机构与领军企业商业化育种的双轮驱动，大型跨国种业企业已形成流水线创新链条，具备极强的创新效率和产品持续产出能力。

三、我国玉米种业科技发展面临的挑战

近些年来，我国玉米科技发展势头强劲，部分研究已经走在了国际竞争前沿，但与发达国家相比仍存在一些短板。

育种基础研究仍然薄弱，重要育种性状形成的遗传机理解析不够深入，缺乏具有育种应用价值的新基因，基础理论研究与育种应用衔接不够紧密。

关键育种技术原创不足，基因编辑核心工具、全基因组选择芯片制备、分子育种数据库信息等原创技术滞后，我国尚处于从“杂交育种2.0”向“分子育种3.0”转变的阶段。

突破性新品种培育不足，耐密抗逆宜机收、优质专用、绿色高效品种选育尚不能满足玉米生产方式转型和多元化市场需求。

种业科技创新体系仍需完善，现有创新体系单元分散薄弱，商业化育种模式应用不充分；企业自主创新能力整体不强，知识产权保护力度不够。

四、我国玉米种业的发展对策

面对全球新一轮种业科技革命的机遇和挑战，强化科技自主创新，要牢牢把握玉米种业创新发展主动权。

建立完善现代玉米种业科技创新体系，健全以大专院校、科研院所为主体，以玉米种质资源收集评价与创新、基础理论与共性技术研究为主的公益性基础研究体系；形成以企业为主体，大规模、高通量、专业化、流水线的玉米商业化育种体系；构建产权明晰、利益合理分配、合法转让的成果转化体系；确立以企业为主体、政府支持的技术创新投入体系。

强化玉米种源关键技术创新，加强种质资源保护和鉴定，开展优异种质形成与演化规律、性状形成机制等基础研究，加大优异种质原创力度，增强源头创新基础；集中突破基因编辑、全基因组选择、合成生物、智能设计等前沿育种技术瓶颈，推动传统育种技术改造升级；设计培育高产优质、多抗广适、绿色环保和适应全程机械化的新一代玉米新品种，实现新一轮品种升级换代。

健全玉米种业发展政策，建立玉米实质性派生品种制度，切实强化知识产权保护和市场监管，激励原始创新力度；加大财政资金投入的同时，优化种业投资环境，充分发挥社会资本的功能和作用，支撑全产业链创新能力；统筹国际国内资源，大力培育国际化的玉米种业企业和区域性、专业型种业企业，提高玉米种业市场竞争力。