摘要:生物育种是种业创新的核心,是国家战略性、基础性核心产业,是把握粮食安全主动权的根本保障。当前,各地都在积极部署、竞相发力。湖北必须抢抓机遇,加快推进生物育种创新及产业化发展,为实现湖北种业振兴、扛稳国家粮食安全和重要农产品有效供给重任奠定坚实基础。为此,课题组深入湖北、湖南、河南、安徽等省进行调研,全面分析湖北生物育种创新及产业化发展的基础优势与面临的挑战,提出优化顶层设计、优化平台布局、优化研究领域、优化资源配置、优化创新生态“五个优化”,加快湖北打造生物育种产业科技创新高地建设的对策建议。

一、部分省市推进生物育种创新及产业化发展实践

(一)湖南:充分发挥种业创新优势,促进生物育种产业链协同发展

湖南在种业创新方面具有独特的人才、技术和条件优势。拥有8位农业领域院士,12个种业相关国家级创新平台,种业企业400余家,其商业化育种规模和水平居全国前列。近年来,湖南加快种业创新资源整合,推动长沙“种业硅谷”建设。长沙在生物育种行业的先发优势进一步凸显,尤其隆平高科技园聚集了全省大部分生物育种产业人才、院校,成为中国乃至世界生物育种创新最为活跃的区域。强化育种平台布局,形成了以岳麓山实验室及全国重点实验室为支撑,以省重点实验室、其它国家级创新平台为协同,高校、科研院所、新型研发机构等为主体的创新体系,支撑了生物育种领域的自主创新。依托隆平高科种业领军企业和大量中小种业企业打通了湖南从种业科技强到企业强、产业强的通道。

(二)河南:高位谋划,打造一系列生物育种创新平台

作为农业大省、粮食生产大省和种业大省,河南在生物种业领域具有突出的科技、人才和平台优势,围绕小麦、玉米、优质花生等优势农作物,形成了一系列具有重大影响力的创新成果。在打好种业翻身仗的部署中,河南瞄准打造全球生物育种创新高地,由河南省农科院牵头,吸纳省内外优势创新力量,组建了国家生物育种产业创新中心;瞄准破解种业“卡脖子”技术难题,布局了神农种业实验室;围绕小麦、玉米、花生、芝麻等优势领域,优化整合省内优势科技资源,建立了10余个国家和省级研究平台,切实增强生物育种创新源头供给能力。积极推进秋乐种业与国家生物育种创新中心深度合作,通过产学研协同,有力推进生物育种成果转化和产业化。

(三)安徽:做强做优种业龙头企业,建立产学研用紧密结合的商业化育种体系

安徽是全国种子出口第一大省,种业产业基础较好。全省有育繁推一体化农作物种子企业11家,有荃银高科和丰乐集团2家种业上市公司。依托显著的种业产业优势,安徽提出打造种业强省战略目标和思路举措。聚焦源头创新,依托安徽农业大学、安徽省农科院以及丰乐种业、荃银高科等创新力量,组建生物育种创新体系,通过各参与单位强强联合,加速农作物和畜禽品种选育的产业化进程。采取“揭榜挂帅”方式,启动了4类作物、5类畜禽良种重大科研联合攻关,在生物育种领域的技术研发、新品种选育方面取得了阶段性成效。强化要素保障,支持种业重点龙头企业做强做优,全省种业企业创新能力得到明显提升,在最新公布的国家种业阵型企业名单中,全省有13家企业入选,入选数量居全国第6位。

二、湖北生物育种创新及产业化发展创新优势

(一)人才支撑优势

湖北有包括武汉大学、华中农业大学、中国农科院油料所等近50所涉农高校和科研院所,聚集了一大批高水平的生物育种研究人才。有涉农院士14人、从事育种研究的院士团队10多个、国家级专家400多人、各类专业技术人才近10万人,研究阵容全国一流,为生物育种科技创新储备了大量人才资源。

(二)创新平台优势

湖北现有省级以上涉农重点创新平台110家,其中涉及生物育种的国家级平台8家(见表1)。生物育种领域组建了综合性科研平台—洪山实验室,建设了国内农业领域首个重大科技基础设施大科学装置—神农设施,武汉获批建设华中唯一的国家现代农业产业科技创新中心。一系列高水平创新平台为湖北生物育种产业创新提供了重要支撑。

表1 国家创新平台基本情况

(三)技术领先优势

湖北生物育种创新能力处全国前列,2001年以来,全省植物育种技术发明专利授权累计数量为323件,位居全国第8位、中部第1位。湖北较早启动了基因编辑技术和品种创新研究,取得了一系列令人瞩目的成果,如先后诞生了全球第一张水稻全基因组育种芯片,发现了第一个油菜雄性不育材料,研发了具有原创性的多核苷酸多态性标记技术,猪的全基因组选择技术、棉花的遗传转化技术和基因编辑系统均处于国际领先地位,育成了全国第一个双低油菜品种、全球第一支试管藕,以及淡水鱼、优质瘦肉猪、棉花等领域一批具有国内国际竞争力的新品种。

(四)资源基础优势

湖北拥有国家级和省级作物种质资源中期库各1个,作物种质资源圃18个、畜禽遗传资源保种场(区)25个、水产种质资源区(点)70个。收集保存各类作物种质资源10万余份,还有红安薯、秭归桃叶橙、蕲艾、通城猪等一批富有地方特色、具有地标意义的特色优异资源,为开展生物育种基础研究、重要基因挖掘、优良品种培育提供了重要材料。

三、湖北生物育种创新及产业化发展面临的挑战

(一)优质资源鉴定评价和基因挖掘不够

经过精准鉴定服务生物育种的优异新种质和新基因严重不足,制约了品种源头创新。如省农作物种质资源中期库现存资源中,开展评价的仅占14.25%,被开发应用的仅占0.48%;国家水生蔬菜种质资源圃(武汉)、国家砂梨种质资源圃(武汉)大多只做了基本性状调查,在大规模发掘有用基因方面,仍有较大差距。

(二)生物育种核心技术突破不足

除转基因水稻技术处于国内领先水平之外,湖北转基因技术总体处于跟随状态。基因编辑技术缺少原创性,以延伸性、尾随性研发居多。全基因组选择育种技术运用大多集中于动物育种方面,在作物育种方面还处于起步阶段。由于缺乏生物领域顶尖人才,在干细胞育种、智能设计等先进育种技术的应用上仍处于空白。

(三)生物育种领军企业缺乏

现有从事生物育种企业规模小,全省销售额排名前三的生物育种企业襄阳正大、湖北惠民、省种子集团,其销售额与世界排名前三的生物育种企业拜耳、柯迪华、先正达差距巨大(见表2)。至今没有一家主板上市的生物育种企业,缺少类似湖南隆平高科、安徽荃银等育种龙头企业,也缺少由龙头企业牵头,联合产学研优势力量的创新联合体。

表2 生物育种企业销售额对比

(四)创新平台集聚作用发挥有限

一些平台因定位不清晰、协同创新力不强,造成平台集聚创新要素、支撑产业创新作用发挥不够,创新链与产业链间衔接不畅等问题。一些平台因研究方向与技术不适应当前社会发展需要,亟需进行优化重组。洪山实验室还需要不断优化运行机制,以在激烈的争创国家实验室竞争中脱颖而出。

四、加快推进湖北生物育种创新及产业化发展建议

面对打造生物育种产业科技创新高地激烈的国内竞争形势,湖北要立足优势,瞄准短板,提速发力,加快部署创新举措,为推动生物育种创新高地从并行建设到率先发展、走在前列提供有力的政策支持。

(一)优化顶层设计,抢占生物育种创新发展制高点

生物育种创新及产业化发展是湖北扛起国家粮食安全重任的战略选择,必须坚持顶层设计和系统推进。一是确立生物育种优先发展战略。要以人才指标优先考虑、要素配置优先满足、资金投入优先保障、实验设施优先安排的“四个优先”为核心,树立生物育种发展的政策导向。落实《湖北省现代种业发展“十四五”规划》《湖北省生物产业发展“十四五”规划》,完善协同推进的工作机制,确保生物育种创新和产业化发展有序推进。二是厘清发展思路。聚焦基础理论创新、关键技术突破、重大品种创制、生物安全评价和条件能力建设等关键环节,突出优异种质资源鉴定和基因挖掘、高水平创新平台构建、关键核心技术攻关、种业行业领头雁培育、一流创新生态营造等重点任务,全面提升生物育种创新的资源支撑力、平台牵引力、技术竞争力、主体创造力、环境保障力,抢占生物育种创新发展制高点。三是健全推进机制。建立由种业领域知名专家学者组成的咨询委员会,为生物育种发展的方向性、战略性问题建言献策。在现代种业重点产业链中,突出生物育种创新及应用的支持导向,引导以产业链思维整体推进生物育种发展。

(二)优化平台布局,提升平台创新效能

聚焦产业需求,统筹创新平台存量与增量,优化平台布局,抢占生物育种创新平台制高点。一是优化重组现有平台。在充分调研、科学论证的基础上,按照“需求导向明确、原创特征明显、研究力量健全、跨学科协同”的标准,对现有生物育种省级创新平台进行整合提升,力争培育国家级创新平台“预备队”。正在启动建设全国重点实验室的杂交水稻全国重点实验室、作物遗传改良全国重点实验室要严格对标建设标准,聚焦优势、强化特色,持续发挥标杆引领作用。二是积极搭建省级平台。依托湖北省农业生物种质基因检测鉴定中心,打造育种创新分子检测通用平台。突出公益性和共享性,依托现有省部级平台以及龙头企业,布局建设农作物分子育种创新服务平台、畜禽遗传育种大数据平台、植物基因编辑育种技术平台等,助推湖北生物育种跨越式发展。三是加快推进国家实验室建设。洪山实验室要在争创国家实验室激烈竞争中脱颖而出,需要不断优化运行机制,凝聚“走在前列”的创新动能。要突出开放协同建设理念,不断创新引才机制,探索通过双聘制、访学制等方式,面向国外招引现代育种技术研究及相关领域高水平领军人才,精准引进顶尖人才团队和有影响力专家,打造一支国内一流、具有国际影响力的创新人才队伍。要加强实验室对外协同攻关,深化与国内外一流大学、科研机构、种业实验室和龙头企业协同合作,以关键核心技术攻关的强大合力推动原创性、系统性重大创新成果持续产出。

(三)优化研究领域,着力突破关键核心技术

立足前沿,聚焦需求,持续在基础研究、标记开发、基因克隆、遗传转化、品种培育等生物育种创新完整链条上发力。一是聚焦前沿技术前瞻布局。瞄准生物技术与信息技术融合的4.0育种技术,适度超前布局,打造种业原始创新策源地。依托全国重点实验室、洪山实验室,着力在动植物基因编辑、畜禽干细胞育种、动植物品种分子设计等基础性、前沿性技术研究方面取得原创性、颠覆性研究成果。二是聚焦重点领域靶向发力。围绕水稻、油菜、蔬菜、生猪、淡水鱼等湖北优势种业领域,针对制约产业发展、急需攻克的“卡脖子”技术,依托院士专家团队、产业技术创新联盟,着力突破产业领域关键环节和共性技术瓶颈,培育突破性重大品种。突出抓好优质专用水稻、高产高油多抗适合机械化油菜、优质高产多抗专用蔬菜、快长高繁优质本土化种猪、高效优质抗病抗逆特色鱼类等品种培育,推进核心种源自主可控。三是聚焦创新应用驱动发展。基于高通量测序技术,依托改扩建的省级农作物种质资源中期库、畜禽遗传资源保种场、水产种质资源区,系统开展重要性状表型与基因型鉴定评价,挖掘具有重要利用价值、携带优异基因的种质材料,构建DNA分子指纹图谱库、特征库,以夯实湖北育种基础。

(四)优化资源配置,聚力培育种业行业领头雁

湖北种业企业总体处于小、弱、散状态,亟需更大力度更实举措,培育具有核心研发能力、产业带动能力、市场竞争能力的领军企业、隐形冠军企业,加快形成湖北生物育种企业集群。一是分类培育扶优企业。聚焦水稻、油菜、生猪等创新优势突出的领域,引导资源、技术、资本、人才等要素向重点优势企业集聚,支持中油种业、禾盛种业、荆楚种业等具有一定创新能力的企业,在资源挖掘、材料创制、育种技术等方面与科研院校开展合作,助力企业成长为创新能力强的种业领军企业。聚焦蔬菜、特色禽类等特色领域,通过加大在政策、融资、税收等方面的扶持力度,不断提升亚非种业、楚为生物等“小而精”特色企业的育种创新能力。二是构建创新联合体。鼓励种业骨干企业与生物育种创新优势突出的高校、科研院所建立产学研战略联盟、共建研发平台等合作紧密的商业化育种联合体,牵头承担国家育种创新项目和省级科研攻关任务,优先支持湖北今楚等已有联合育种平台承担全国生猪遗传改良计划、种业专项等,持续提升育种创新能力。三是强化要素支持。统筹现有政策资金集中力量扶持入选国家种业阵型企业提升育种能力,优先支持阵型企业承担育种联合攻关任务、实施省重点产业链扶持项目。借鉴河南省做法,设立种业发展基金,重点对具有高成长性的“育繁推一体化”种业企业进行支持,着力培育创新型生物育种企业。

(五)优化创新生态,加快推进“武汉·中国种都”建设

锚定打造种都、种业硅谷,合肥、长沙、郑州、北京等地都在加码布局,建设种业发展创新高地。武汉应着力在优化创新生态上补短板、强弱项,加快推进“武汉·中国种都”建设。一是继续优化人才发展环境。围绕人工智能、新型基因编辑、干细胞育种、合成生物学等生物育种重点领域,探索“柔性引才”“团队引进”模式,面向全球引进一批高层次、短缺型的领军人才和创新团队,构筑起武汉生物育种领域“人才高峰”。要在营造引才的良好环境上做文章,确保高层次创新人才引得来、留得住。针对顶尖人才团队,实行“一事一议”,量身定制精准化引进政策;解决好引进人才安居住房、子女入学、医疗保健等问题,提升人才归属感。借鉴河南国家生物育种产业创新中心探索实施的“双跨单聘”“两权分处”人才流动政策,鼓励高校、科研院所优势创新资源向企业流动,激发种业创新活力。二是持续优化创新机制。赋予国家级、省级创新平台选聘用人、团队建设、评价考核等方面更多的自主权,赋予科研人员更大的技术路线决定权、经费支配权,最大限度为科研人员松绑,激发创新活力。建立鼓励生物育种创新的容错机制,以洪山实验室、国家级创新平台作为容错试点,营造宽松包容的创新环境,鼓励科研人员大胆探索创新,不断增强科研人员创新积极性。三是不断强化投入保障。围绕攻克制约生物育种领域“卡脖子”技术,除武汉市生物育种专项“揭榜挂帅”项目支持之外,还应设立省级生物育种重大专项给予稳定支持,以形成具有自主知识产权的生物育种技术和具有重大应用前景的突破性优良品种。

注:本报告为2022年度省软科学研究项目——《湖北打造生物育种产业科技创新高地现状与对策》(项目编号2022EDA009)研究成果。

项目负责人:邢美华  湖北省农业科学院