生物育种与前沿技术深度融合重塑绿色高效农业

发布日期： 2025-09-02 阅读量： 作者： 小编

　　日前，第二届全国作物杂种优势与生物育种学术大会在黑龙江省哈尔滨市召开。此次大会聚焦“绿色高效农业与粮食安全健康”主题，围绕作物杂种优势利用、生物育种技术突破、智能育种发展等核心议题展开研讨，为落实国家种业振兴行动、应对全球粮食安全挑战提供科技支撑。会议设有院士和特邀专家报告，全国农学院院长论坛，科技小院论坛，生物育种、植物保护、园艺植物、作物育性与杂种优势论坛，作物智能育种与新品种审定政策报告，青年学者报告，国际期刊发展报告等板块，114位具有重要学术影响力的领导、院士、专家作精彩报告，45位研究生通过短报告和墙报的形式进行交流展示。大会由北京科技大学、中国生物工程学会、黑龙江大学、中国农村专业技术协会、国际种业科学家联合体共同主办。

　　作物杂种优势利用与生物育种技术的融合，为现代品种的选育注入新的遗传背景，扩大现代品种的遗传多样性和适应性，提升我国种业核心竞争力。中国工程院院士张献龙表示，我国棉花基因组研究引领世界发展，实现了棉花基因组草图—参考基因组—T2T基因组的迭代升级，构建多组学数据库，为棉花遗传育种提供重要的数据资源与分析平台。我国棉花纤维发育、抗病、抗逆等功能基因的研究领先世界，全球范围内共克隆棉花纤维发育、抗病、耐高温、抗旱等重要性状关键棉花功能基因近180个，我国占80%以上。基于群体遗传学手段挖掘与纤维产量、品质、抗性、株型相关的关键遗传位点，为分子设计育种提供遗传资源，构建了系列育种芯片。基因组变异位点发掘和功能基因的鉴定，为设计育种提供了“遗传施工图”，有40多个基因已转化为功能标记，用于育种辅助选择，提升了育种效率。

　　中国工程院院士万建民指出，杂种优势利用显著提高了水稻单产水平，进入20世纪80年代中后期，进一步提高水稻单产难度加大，急需寻找新的增产技术途径。籼粳杂种优势强，比常规杂交稻增产15%以上。籼粳亚种间杂种优势利用是最有希望且能在较短时期内实现产量突破的途径。

　　中国工程院院士胡培松认为，由于籼粳亚种间遗传距离大，杂交后代易产生巨大变异和超亲优势，利用强大的籼粳亚种间杂种优势发展籼粳杂交稻将是我国粮食增产新的增长点，是保障我国粮食安全的有效途径。籼粳亚种间杂交水稻将在大面积单产提升和千亿斤粮食产能提升行动中发挥关键作用。

　　然而，籼稻和粳稻面临着杂种不育问题，籼粳杂种结实率低，熟期偏晚，植株普遍偏高，抗倒伏能力较差，限制了籼粳杂种优势的利用。“通过广泛测交，挖掘新的不育位点及广亲和基因，可有效解决亚种间或种间杂交配子败育难题。挖掘减数分裂、激素合成与代谢、雌雄配子发育等基因和功能研究为解析籼粳交杂种不育分子机制奠定基础。”万建民表示，亚洲栽培稻—非洲栽培稻种间杂交具有强大杂种优势，优势在分蘖、株高、穗长和每穗粒数等农艺性状方面尤为显著，种间存在严重的生殖隔离，亟须挖掘不育位点，阐明杂种不育机制。

　　“信息技术与生物技术的融合，正推动种业进入‘智能设计育种4.0时代’。”中国工程院院士、北京市农林科学院信息技术研究中心首席科学家赵春江指出，当前数字技术在生物育种应用中仍面临数据质量不高、田间信息获取成本高、国际数据共享受限等挑战。但随着技术突破，大数据将全面渗透育种全流程，推动从“经验育种”向“精确育种”转型；人工智能—机器学习将成为多组学信息解析的新工具，显著提升育种精准性；智能化装备则将广泛应用于智能育种各环节。

　　随着科技发展，植物保护领域发生着巨大变化，中国工程院院士、宁波大学教授陈剑平介绍，大数据、云计算、人工智能等新技术在病虫测报和预警方面得到应用，传感器与卫星遥感技术实现作物生长与病虫害的实时监测。捕食PG电子官方平台性昆虫、寄生虫及微生物、新型RNAi农药开发，智能化技术的融入，如无人机、机器人及智能喷雾系统，使植保作业更趋自动化与精准化。基因编辑技术、组学技术等在有害生物防治药剂、作物抗性品种选育以及新型植物健康诱抗剂研发等方面作用凸显。“人工智能推动‘智慧植保’变革，通过传感器与数据分析实现病虫害精确诊断和预测，通过自动化装备减少人工操作，通过低毒高效技术降低农药使用，推动植保向‘全流程智能化、全方位精准化、可持续绿色化’升级。”陈剑平说。

　　技术突破也延伸至农药设计领域。中国工程院院士、贵州大学校长宋宝安分享，其团队构建的具有自主知识产权的高效分子设计平台，已助力20余种国产新农药创制。“2012年至2024年，全球批准的20余个除草剂新品种中，超半数由该平台引领创制。”宋宝安说。

　　随着多技术融合在农业全产业链中的渗透，新农科建设与农业人才培养也体现了学科交叉的特色。北京科技大学现代农学院院长万向元向记者介绍，学院依托学校工科优势建设，以工强农、交叉创新，在生物育种、智慧农业等方向加快推进教育、科技、人才一体化建设。

　　北京科技大学党委书记武贵龙指出，全球粮食安全形势复杂严峻，气候变化、资源约束、病虫害威胁等挑战交织叠加，加快培育高产、优质、抗逆、高效的作物新品种，成为各国农业科技竞争的前沿阵地。

　　全球种业已进入现代生物育种为主导的新时期，“十四五”期间，中国加大生物育种支持力度，通过关键技术攻关等专项，培育突破性品种，保障种源自主可控。农业农村部中国农村技术开发中心主任孙传范透露，通过农业生物育种重大专项等国家级项目，我国投入23亿元支持122个关键技术攻关，在DNA大片段精准插入、玉米快速脱水基因鉴定等领域取得突破性进展。今年8月启动的农业科技大市场建设中，“作物智能育种加速器”等12项成果路演达成意向成交1.68亿元，推动科研与产业“无缝衔接”。

　　黑龙江大学校长王敬波表示，当前，全球种业竞争空前激烈，生物育种技术日新月异。加快实现种业科技自立自强，是端牢“中国饭碗”、筑牢粮食安全防线的关键所在，也是建设农业强国的核心支撑。

　　黑龙江大学现代农业与生态环境学院院长兴旺告诉记者，我国甜菜种业曾长期面临“卡脖子”问题，国产品种对外依存度高达95%。传统甜菜育种周期至少需10年，近年来，团队利用分子标记辅助育种以及其他技术手段，将传统10年以上的育种周期缩短3~5年，成功培育出6个国产单胚甜菜品种。其中2个品种已进入产业化阶段，转化金额超600万元，打破国外垄断。目前，团队已建立甜菜基因编辑技术体系，为精准育种奠定技术基础。

　　黑龙江因横跨六大积温带、黑土地面积占全国56.1%，成为育种“天然试验场”。据介绍，黑龙江省农业科学院建成国家寒带作物种质资源库，保存资源7.04万份，储量全国第一，其中国家马铃薯种质资源库保存资源3000份，为亚洲最大。该院“克豆91”高蛋白大豆品种以单次转化3155万元刷新国内纪录，“十四五”期间转化种业成果达4.67亿元。黑龙江省农业科学院院长、党组书记陈宇辉表示，将推动育种从“经验”向“智慧”、“产量优先”向“量质并重”、“实验室”向“推广应用”转变，促进科研成果转化。

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