“糧食安全是國家重大戰略需求，生物育種是支撐這一戰略的核心科技。”
“我們國家2024年糧食產量超過1.4萬億斤，但糧食進口量卻遠超1.58億噸，對外依存度達19%。”
“只有構建起產學研用深度融合、上中下游無縫銜接的創新生態，才能將我國在基礎研究和基因挖掘上的領先優勢，徹底轉化為保障國家糧食安全的產業勝勢，最終實現種業科技自立自強。”
日前，在第十七屆中國國際種業博覽會暨第二十二屆全國種子信息交流與產品交易會上，中國工程院院士萬建民作報告剖析我國糧食生產現狀，從需求與挑戰、最新科研進展、未來發展方向三大方面，系統梳理了我國生物育種的現狀與前景。
需求與挑戰
糧食安全面臨三重壓力
萬建民指出，目前我國糧食安全仍面臨數量、質量、營養三重保障的挑戰。
在“量”的層面，盡管產量穩定在1.4萬億斤以上，但需求持續增長，進口依賴度居高不下。
在“質”的層面，我國農產品優質率僅約30%，“隱性饑餓”如缺鐵性貧血、高血壓、微量元素缺乏等問題，正對國民健康構成嚴峻挑戰。
在“資源與環境”層面，我國化肥農藥使用量遠超發達國家，推動育種向“減投減損”方向轉型迫在眉睫。
此外，國際競爭態勢也不容樂觀。萬建民指出，全球前五大種業公司占據60%以上市場份額，其中拜爾、科迪華等企業控制著全球90%的轉基因知識產權。“我國在基因編輯等核心技術的核心專利上，仍受制于人。”
最新進展
資源鑒定、品種培育等多項技術實現突破
面對挑戰，我國在生物育種領域持續攻關。
種質資源精準鑒定已完成36萬份基因型鑒定。
“十三五”期間，我國完成1.7萬份種質資源精準鑒定；“十四五”至今已完成1.8萬份。在全國庫存的58萬份資源中，已有36萬份完成全基因組基因型鑒定，玉米庫存資源已全部完成。
“表型鑒定雖難度更大，但也已完成8.5萬份。這些資源已通過各類展示會向企業和科研單位開放，推動了一批抗病、抗逆、優質資源的廣泛應用。”萬建民介紹，種植密度是大豆單產提升的關鍵限制因素。目前，團隊已篩選出“合豆118”“蒙豆228”等耐密植資源，為提升國產大豆單產奠定基礎。
基因資源挖掘從“逐個克隆”到“智能規模化”。
從孟德爾遺傳學，到分子標記定位，再到全基因組關聯分析、泛基因組學，基因挖掘技術如今已進入“AI+大數據”驅動的高效時代。
“以往一個科學家一輩子可能只克隆一個基因，如今一個研究生在攻讀學位期間就能克隆1-2個基因。”萬建民表示，目前我國在產量、品質、抗病、耐逆、資源高效利用等方面已克隆大量基因，基礎研究水平已躍居世界前列。
基因編輯、全基因組選擇、AI設計并進。
育種技術體系不斷完善。在基因編輯方面，我國已突破遺傳轉化體系依賴，建立了不依賴組培的遺傳轉化系統，并在底盤工具酶如CRISPR-Cas12j等方向取得系列突破，其中基于DNA邊界工具酶的發現處于國際領先位置。
在全基因組選擇方面，我國雖與跨國企業仍有差距，但算法已取得突破，工程化育種體系初步建成。
在人工智能育種方面，我國正迎頭趕上。中國科學院徐超團隊開發的G2智能育種機器人系統，相關工作已在《Science》發表，代表我國在AI設計育種領域取得重要突破。
一批突破性品種已進入示范推廣階段。
水稻：超高產綠色水稻、耐鹽堿水稻、早熟水稻；
小麥：揚麥53聚合4個抗赤霉病基因，實現高抗與高產兼顧；
玉米：東科1188、中單1130等新品種，以及抗蟲耐除草劑品種如鐵391K、京科968D等；
大豆：中黃203、鐵豆124等品種單產提升10%以上，含油量達22%，“大豆單產提升已進入黎明前夕”；
油菜：中油雜501、華油雜158R等品種在含油量與產量上同步提升。
未來展望
構建全鏈條創新體系，推動生物育種產業化
“我國生物育種正邁向一個多學科深度融合、智能化技術主導、全鏈條系統整合的新階段。”萬建民系統性地展望了四大發展趨勢與一項核心任務，為行業發展描繪出清晰的路線圖。
基礎研究的應用導向將更為突出。以往存在的“做基礎研究的不關心育種，做育種的不關注基礎研究”的脫節現象正在被打破。未來，基礎研究將更加緊密地面向育種實踐中的關鍵難題展開。其中，對中央信號通路（如光周期、激素調控）的解析，以及作物如何響應高溫、干旱、病蟲害等環境脅迫的分子機制，將成為重點研究方向，為設計更具韌性的智能品種提供理論基石。
多學科交叉融合將引領育種技術的快速迭代。“生物技術（BT）+信息技術（IT）+人工智能（AI）”的深度融合，正催生數字化、智能化的育種新范式。AI不僅用于基因挖掘和表型預測，更將驅動智能設計育種，通過對株型、抗性、品質等性狀進行數字化建模與全局優化，實現“定制化”品種的精準、高效培育，這將是未來種業競爭的核心高地。
生物育種產品的產業化應用將明顯提速。隨著政策環境的逐步完善與技術成熟度的提升，一批聚合了多個優良基因的重大產品正從實驗室走向田野。萬院士特別提到，聚合了10個以上抗蟲基因的新一代玉米、聚合了5個以上抗蟲基因的大豆等產品已進入生產性試驗階段。此外，通過基因編輯技術創制的耐除草劑大豆、高抗白粉病小麥等新品種，也亟待通過審定政策“綠色通道” 加快產業化進程，從而快速形成生產力。
萬建民強調，實現愿景的根本保障在于構建“資源—基因—技術—產品—產業化”的全鏈條創新體系。這是一個系統工程，任何單一的科研機構或企業都無法獨立承擔。必須打破界限，通過 “雙輪驅動” 機制，即國家戰略科技力量與企業市場化創新主體的緊密協同，形成合力。國家實驗室、科研院所應聚焦前沿技術與共性關鍵技術的突破，而企業則需緊密對接市場需求，負責品種的測試、推廣與市場應用。
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