2024-09-20 09:45:32
開欄的話：黨的十八大以來，我國大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，加快推進(jìn)科技體制改革，發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略科技力量建設(shè)，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，全面提升農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新能力。即日起，本報推出“科技領(lǐng)航強(qiáng)農(nóng)之路”系列報道，與廣大讀者一起回顧農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展取得的一系列歷史性成就。
以二氧化碳和氫氣為原料合成淀粉，速率是自然光合作用的8.5倍；國產(chǎn)白羽肉雞品種市場占有率超過25%，并兩次出口坦桑尼亞；花椒采摘機(jī)成功解決花椒采摘高成本和雇工難等問題……從顛覆性的原創(chuàng)成果到重大技術(shù)的突破，再到“火花技術(shù)”的絢麗綻放，我國農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新成果如璀璨星辰般不斷涌現(xiàn)，為驅(qū)動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入了強(qiáng)勁動力。
當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)科技整體水平已然邁入世界第一方陣。農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率已達(dá)63.2%，良種在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的貢獻(xiàn)率超過45%，農(nóng)機(jī)裝備總量接近2億臺（套），農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率已超過74%……一系列科技創(chuàng)新成果，為保障糧食和重要農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)定安全供給筑牢了堅實(shí)科技堡壘。
從零到一：基礎(chǔ)性原始創(chuàng)新迎來重大進(jìn)展
小麥赤霉病，堪稱小麥的“癌癥”，由鐮刀菌屬真菌侵染而導(dǎo)致，威脅著全球糧食生產(chǎn)與食品安全。其分泌的嘔吐毒素等系列單端孢霉烯族毒素，不僅污染谷物籽粒，還有害人畜健康。我國是小麥赤霉病發(fā)病面積最大的國家，年均受害面積逾6000萬畝。因此，尋找抗“癌”的“病方”，迫在眉睫。
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)孔令讓教授團(tuán)隊經(jīng)過20余年的不懈攻堅，終于找到了小麥“癌癥”克星——主效抗赤霉病基因Fhb7?！巴ㄟ^系列分子實(shí)驗(yàn)和高分辨質(zhì)譜分析，我們發(fā)現(xiàn)Fhb7編碼的蛋白可以打開嘔吐毒素的環(huán)氧基團(tuán)，并催化其形成谷胱甘肽加合物，從而產(chǎn)生解毒效應(yīng)，明確并驗(yàn)證了其在小麥抗病育種中的穩(wěn)定抗性和應(yīng)用價值。”孔令讓表示。Fhb7基因具有廣譜抗性，既能提高小麥對赤霉病的抗性，又能增強(qiáng)小麥對其他相關(guān)病害的防御能力，同時將為小麥育種提供重要支撐。李家洋院士團(tuán)隊在全球范圍內(nèi)首次構(gòu)建了從四倍體野生稻到栽培稻的快速馴化技術(shù)體系，為培育新型多倍體栽培稻開辟了新路徑。
種源安全關(guān)系到國家安全，中國人要牢牢把飯碗端在自己手里，就離不開現(xiàn)代生物育種技術(shù)的支撐。基因編輯是高效、精準(zhǔn)的生物育種手段，可突破傳統(tǒng)育種難以解決的遺傳障礙，實(shí)現(xiàn)特定性狀的精準(zhǔn)改變，徹底改變農(nóng)業(yè)生物遺傳改良技術(shù)路徑和選育效率。但長期以來，承載基因編輯功能的底盤核酸酶卻一直被國外壟斷，我國農(nóng)業(yè)基因編輯產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用隨時面臨風(fēng)險。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)賴錦盛教授團(tuán)隊歷經(jīng)8年攻堅，創(chuàng)造了基因編輯“兩把剪刀”——基因編輯新型底盤核酸酶Cas12i和Cas12j，與已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的其他底盤酶相比，在蛋白同源性、核酸酶分類等方面均存在明顯差異。當(dāng)前，兩種新型底盤核酸酶已應(yīng)用于水稻、玉米、小麥等主要農(nóng)業(yè)生物基因改良中，驗(yàn)證了基因編輯的靶向剪切活性，達(dá)到了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的基本要求，為我國基因編輯產(chǎn)業(yè)化安全提供了重要保障。清華大學(xué)劉俊杰課題組挖掘出世界上首例基于RNA的基因編輯工具，為我國在基因編輯技術(shù)領(lǐng)域擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)……“從零到一”無疑是充滿挑戰(zhàn)的，但正是這樣的跨越，引領(lǐng)我國農(nóng)業(yè)邁向一個充滿無限可能的新紀(jì)元。
從一到多：自主創(chuàng)新品種取得關(guān)鍵突破
我國是牛肉生產(chǎn)和消費(fèi)大國，但長期以來肉牛主導(dǎo)品種種源嚴(yán)重依賴進(jìn)口?！拔覀冇媱澟嘤L速度快、生產(chǎn)性能高的專門化肉牛新品種，來解決我國種源供應(yīng)和牛肉供給問題?！痹谥袊r(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所副所長、牛遺傳育種科技創(chuàng)新團(tuán)隊首席專家李俊雅的帶領(lǐng)下，2022年，自主知識產(chǎn)權(quán)的專門化肉牛新品種——華西牛誕生，打破了這一局面。
華西牛的體型外貌一致，生產(chǎn)性能和遺傳性能穩(wěn)定，具有較高的生長速度、屠宰率和凈肉率，達(dá)到國際先進(jìn)水平。其適應(yīng)性廣，在我國牧區(qū)、農(nóng)區(qū)、草山草坡地區(qū)都能茁壯成長。當(dāng)前，團(tuán)隊還研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的育種芯片Cattle110K。該芯片位點(diǎn)分布均勻，位點(diǎn)通量適中，與現(xiàn)有商業(yè)化芯片兼容性好，分型成本較進(jìn)口芯片降低80%，已在華西牛育種群體中應(yīng)用超過1.5萬張，成功打破了國外育種芯片的壟斷。存欄華西牛種公牛的年生產(chǎn)凍精能力達(dá)1000萬劑，凍精市場占有率達(dá)19.4%，市場競爭力強(qiáng)勁。
雞肉是我國僅次于豬肉的第二大消費(fèi)肉類，白羽肉雞在肉雞產(chǎn)業(yè)中具有重要地位，然而其種源卻是在所有畜禽中唯一一個100%被國外“卡脖子”的品種。2021年底，“圣澤901”“廣明2號”“沃德188”3個快大型白羽肉雞品種通過國家審定，填補(bǔ)了自主培育白羽肉雞品種空白?；诖耍本┬竽莲F醫(yī)研究所不斷突破創(chuàng)新，將目標(biāo)性狀評估準(zhǔn)確性提高24.5%；建立集合10萬個體的基因組大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)；研發(fā)出基于化學(xué)發(fā)光的高敏感性禽白血病抗原檢測試劑……顯著提升國產(chǎn)白羽肉雞品種生產(chǎn)性能和市場競爭力。
目前，已審定的3個白羽肉雞品種祖代年存欄超過41萬套，具備滿足國內(nèi)需求總量30%的供種能力。2023年度推廣父母代1285萬套，同比增加超500萬套，市場占有率超過25%。國產(chǎn)白羽肉雞品種兩次出口坦桑尼亞，走向國際市場，既保障了我國的家禽種源安全，也為糧食安全作出了貢獻(xiàn)。
青島清原作物科學(xué)有限公司集單倍體、分子、生物育種等先進(jìn)技術(shù)模塊于一體，打造了國內(nèi)通量最大、周期最短的大豆遺傳轉(zhuǎn)化平臺；壽光博收種業(yè)有限公司選育并推廣的抗斑萎病毒甜、辣椒品種，成功填補(bǔ)了國內(nèi)在斑萎病毒抗性品種資源方面的空白……這都是自主創(chuàng)新在種業(yè)翻身仗中發(fā)揮關(guān)鍵作用的生動體現(xiàn)，企業(yè)與科研院所“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”，共同推動種業(yè)振興。
星火燎原：“火花技術(shù)”繪就農(nóng)業(yè)美好希冀
2022年6月，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部首次啟動農(nóng)業(yè)“火花技術(shù)”征集工作，旨在挖掘處于萌芽狀態(tài)或成長階段、尚未規(guī)模推廣，但未來有可能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極影響的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新工藝、新設(shè)計、新材料、新方法、新資源、新裝備、新模式等農(nóng)業(yè)科技成果。兩年來，多項(xiàng)“火花技術(shù)”成果被列入農(nóng)業(yè)“火花技術(shù)”培育名單和成果庫名單，不斷點(diǎn)亮農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的種種新可能。
渭南霖圖機(jī)械制造有限公司創(chuàng)造性地研發(fā)出花椒采摘機(jī)。花椒產(chǎn)業(yè)作為山地農(nóng)民致富的新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，卻長期面臨采摘成本高和雇工難的問題——花椒渾身帶刺，采摘時易傷果胎影響下一年產(chǎn)量；果把短、混亂無序，花椒顆粒、果梗和葉距離很近，給機(jī)械采摘帶來極大困難。花椒采摘機(jī)是一款由控制器智能管理的高效無損低成本電動工具，其作業(yè)時，在樹下放帆布或用傘接花椒，將喂入口對準(zhǔn)花椒穗輕壓電源開關(guān)即可，對花椒顆粒不損傷、無破碎，不影響商品價值，成功解決了花椒的無損采摘難題，緩解了傳統(tǒng)花椒采摘雇工難的問題，經(jīng)濟(jì)效益顯著，將有力促進(jìn)花椒產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展。
中信格義循環(huán)經(jīng)濟(jì)有限公司采用“三級分離”技術(shù)工藝，從秸稈等農(nóng)林廢棄物原料中提取出高活性低分子全水溶的廣譜性有機(jī)復(fù)合材料——“微碳”。這是凈化生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)生物生長的一種重要新材料，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)綠色種植養(yǎng)殖、化肥農(nóng)藥減量、土壤修復(fù)等方面。目前已有成型配套裝備，進(jìn)入規(guī)?；a(chǎn)階段。例如，在北大荒撫遠(yuǎn)地區(qū)大面積推廣試用了新型高效“氮磷鉀+微碳”四元復(fù)合肥和“微碳尿素”，在化肥減量15%～30%的前提下，實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)、提質(zhì)和改良土壤。在廣西南寧，通過使用“微碳”系列肥料，解決了火龍果和土壤中重金屬離子超標(biāo)的難題，火龍果產(chǎn)量和品質(zhì)得到大幅提升。
當(dāng)具有創(chuàng)新性和實(shí)用性的農(nóng)業(yè)新興技術(shù)被篩選、培育和推廣，每一項(xiàng)成果都是智慧的結(jié)晶，每一次突破都是前行的動力。正如每棵參天大樹都始于一粒微小的種子，隨著各界的不懈探索與協(xié)同攻關(guān)，農(nóng)業(yè)的“火花技術(shù)”必將從微弱的火花變成旺盛的火苗，再從火苗匯聚成勢不可擋的火炬，推動形成農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力，為農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
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