中國科學(xué)院近日發(fā)布A類先導(dǎo)專項“種子精準(zhǔn)設(shè)計與創(chuàng)造”（以下簡稱“種子專項”）系列科研成果。經(jīng)過6年攻關(guān)，種子專項取得了覆蓋理論、技術(shù)、產(chǎn)品的全鏈條體系化突破，創(chuàng)制37個“一增二減”（增產(chǎn)提質(zhì)、減投提效、減損促穩(wěn)）先導(dǎo)型品種，累計推廣先導(dǎo)型作物新品種1448萬畝，取得了顯著的社會經(jīng)濟效益，為解決我國農(nóng)業(yè)痛點，打造種業(yè)振興的“中國芯”提供科技支撐。

面對化肥過量、病蟲害頻發(fā)、資源約束趨緊等農(nóng)業(yè)痛點，科學(xué)家們以“精準(zhǔn)設(shè)計”為路徑，取得多項突破。

讓水稻“減肥”不減產(chǎn)，研究團隊克隆了可使水稻在氮肥減少20%—30%的情況下產(chǎn)量保持穩(wěn)定的關(guān)鍵基因，為破解化肥過量使用難題提供了“基因鑰匙”。同時，為解決小麥白粉病、赤霉病等難題，研究團隊挖掘出我國地方品種特有的廣譜抗白粉病且兼具麥瘟病抗性的Pm24基因，還培育出抗赤霉病高產(chǎn)小麥“中科166”，讓農(nóng)藥用量大幅下降，推廣面積已近150萬畝。在技術(shù)層面，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員高彩霞團隊通過自主研發(fā)，創(chuàng)制出既抗白粉病又高產(chǎn)的小麥新種質(zhì)。種子專項首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士李家洋團隊從零開始改造野生稻，攻克野生稻遺傳轉(zhuǎn)化、基因組注釋等重重難關(guān)，成功創(chuàng)制出新型四倍體水稻材料，開辟了育種新路徑。

從田間到餐桌，從作物到水產(chǎn)，不同產(chǎn)業(yè)中都能看到精準(zhǔn)設(shè)計振興種業(yè)的力量。

針對我國大豆進口量大、生產(chǎn)力不足的問題，研究團隊繪制大豆圖形結(jié)構(gòu)泛基因組圖譜，成功培育出“科豆”“東生”系列等10個高產(chǎn)高營養(yǎng)大豆新品種。在水產(chǎn)領(lǐng)域，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院水生生物研究所研究員桂建芳團隊首次提出“雙三倍體”概念，培育出生長速度、養(yǎng)殖存活率、飼料效率均顯著提升的異育銀鯽候選新品系“中科6號”。

這些成果生動詮釋了從理論到產(chǎn)業(yè)的貫通過程。其中，針對我國東北稻區(qū)及南方雙季稻區(qū)的需求，研究團隊通過“分子設(shè)計育種”理念，精準(zhǔn)聚合了粒型、產(chǎn)量、抗病、抗倒伏、耐鹽堿等一系列優(yōu)良基因，培育的“中科發(fā)”系列水稻已經(jīng)成為明星品種。在東北稻區(qū)，“中科發(fā)5號”比當(dāng)?shù)刂髟詢?yōu)質(zhì)品種增產(chǎn)超20%，鹽堿地畝產(chǎn)突破600公斤；在南方稻區(qū)，“中科發(fā)早粳1號”實現(xiàn)我國雙季早粳稻品種零的突破，將優(yōu)質(zhì)新粳米上市期提前2—3個月。

過去，傳統(tǒng)育種周期長達8—10年。如今，在中國科學(xué)家手中，育種成為一門可預(yù)測、可編程、可定制的精密科學(xué)。種子專項于2019年11月啟動，由中國科學(xué)院聯(lián)合院內(nèi)外30家優(yōu)勢單位協(xié)同攻關(guān)。該專項聚焦水稻、小麥等主要農(nóng)作物和魚等動物，以實現(xiàn)“一增二減”為目標(biāo)，通過創(chuàng)建精準(zhǔn)設(shè)計育種新范式，最終實現(xiàn)精準(zhǔn)創(chuàng)造增產(chǎn)10%—20%、減投15%—20%和減損15%—20%的動植物品種。（李君強）