农业科技创新迈入世界第一方阵
日期： 2024-09-20 来源：农民日报·中国农网记者 孙眉 见习记者 陈楠
开栏的话：党的十八大以来，我国大力实施创新驱动发展战略，加快推进科技体制改革，发挥新型举国体制优势，强化农业战略科技力量建设，加快推进农业关键核心技术攻关，全面提升农业科技自主创新能力。即日起，本报推出“科技领航强农之路”系列报道，与广大读者一起回顾农业农村科技发展取得的一系列历史性成就。
以二氧化碳和氢气为原料合成淀粉，速率是自然光合作用的8.5倍；国产白羽肉鸡品种市场占有率超过25%，并两次出口坦桑尼亚；花椒采摘机成功解决花椒采摘高成本和雇工难等问题……从颠覆性的原创成果到重大技术的突破，再到“火花技术”的绚丽绽放，我国农业科技创新成果如璀璨星辰般不断涌现，为驱动现代农业高质量发展注入了强劲动力。
当前，我国农业科技整体水平已然迈入世界第一方阵。农业科技进步贡献率已达63.2%，良种在农业增产中的贡献率超过45%，农机装备总量接近2亿台（套），农作物耕种收综合机械化率已超过74%……一系列科技创新成果，为保障粮食和重要农产品稳定安全供给筑牢了坚实科技堡垒。
从零到一：基础性原始创新迎来重大进展
小麦赤霉病，堪称小麦的“癌症”，由镰刀菌属真菌侵染而导致，威胁着全球粮食生产与食品安全。其分泌的呕吐毒素等系列单端孢霉烯族毒素，不仅污染谷物籽粒，还有害人畜健康。我国是小麦赤霉病发病面积最大的国家，年均受害面积逾6000万亩。因此，寻找抗“癌”的“病方”，迫在眉睫。
山东农业大学孔令让教授团队经过20余年的不懈攻坚，终于找到了小麦“癌症”克星——主效抗赤霉病基因Fhb7。“通过系列分子实验和高分辨质谱分析，我们发现Fhb7编码的蛋白可以打开呕吐毒素的环氧基团，并催化其形成谷胱甘肽加合物，从而产生解毒效应，明确并验证了其在小麦抗病育种中的稳定抗性和应用价值。”孔令让表示。Fhb7基因具有广谱抗性，既能提高小麦对赤霉病的抗性，又能增强小麦对其他相关病害的防御能力，同时将为小麦育种提供重要支撑。李家洋院士团队在全球范围内首次构建了从四倍体野生稻到栽培稻的快速驯化技术体系，为培育新型多倍体栽培稻开辟了新路径。
种源安全关系到国家安全，中国人要牢牢把饭碗端在自己手里，就离不开现代生物育种技术的支撑。基因编辑是高效、精准的生物育种手段，可突破传统育种难以解决的遗传障碍，实现特定性状的精准改变，彻底改变农业生物遗传改良技术路径和选育效率。但长期以来，承载基因编辑功能的底盘核酸酶却一直被国外垄断，我国农业基因编辑产品的产业化应用随时面临风险。
中国农业大学赖锦盛教授团队历经8年攻坚，创造了基因编辑“两把剪刀”——基因编辑新型底盘核酸酶Cas12i和Cas12j，与已经发现的其他底盘酶相比，在蛋白同源性、核酸酶分类等方面均存在明显差异。当前，两种新型底盘核酸酶已应用于水稻、玉米、小麦等主要农业生物基因改良中，验证了基因编辑的靶向剪切活性，达到了产业应用的基本要求，为我国基因编辑产业化安全提供了重要保障。清华大学刘俊杰课题组挖掘出世界上首例基于RNA的基因编辑工具，为我国在基因编辑技术领域拥有完全自主知识产权的创新奠定了基础……“从零到一”无疑是充满挑战的，但正是这样的跨越，引领我国农业迈向一个充满无限可能的新纪元。
从一到多：自主创新品种取得关键突破
我国是牛肉生产和消费大国，但长期以来肉牛主导品种种源严重依赖进口。“我们计划培育生长速度快、生产性能高的专门化肉牛新品种，来解决我国种源供应和牛肉供给问题。”在中国农业科学院北京畜牧兽医研究所副所长、牛遗传育种科技创新团队首席专家李俊雅的带领下，2022年，自主知识产权的专门化肉牛新品种——华西牛诞生，打破了这一局面。
华西牛的体型外貌一致，生产性能和遗传性能稳定，具有较高的生长速度、屠宰率和净肉率，达到国际先进水平。其适应性广，在我国牧区、农区、草山草坡地区都能茁壮成长。当前，团队还研发出具有自主知识产权的育种芯片Cattle110K。该芯片位点分布均匀，位点通量适中，与现有商业化芯片兼容性好，分型成本较进口芯片降低80%，已在华西牛育种群体中应用超过1.5万张，成功打破了国外育种芯片的垄断。存栏华西牛种公牛的年生产冻精能力达1000万剂，冻精市场占有率达19.4%，市场竞争力强劲。
鸡肉是我国仅次于猪肉的第二大消费肉类，白羽肉鸡在肉鸡产业中具有重要地位，然而其种源却是在所有畜禽中唯一一个100%被国外“卡脖子”的品种。2021年底，“圣泽901”“广明2号”“沃德188”3个快大型白羽肉鸡品种通过国家审定，填补了自主培育白羽肉鸡品种空白。基于此，北京畜牧兽医研究所不断突破创新，将目标性状评估准确性提高24.5%；建立集合10万个体的基因组大数据分析系统；研发出基于化学发光的高敏感性禽白血病抗原检测试剂……显著提升国产白羽肉鸡品种生产性能和市场竞争力。
目前，已审定的3个白羽肉鸡品种祖代年存栏超过41万套，具备满足国内需求总量30%的供种能力。2023年度推广父母代1285万套，同比增加超500万套，市场占有率超过25%。国产白羽肉鸡品种两次出口坦桑尼亚，走向国际市场，既保障了我国的家禽种源安全，也为粮食安全作出了贡献。
青岛清原作物科学有限公司集单倍体、分子、生物育种等先进技术模块于一体，打造了国内通量最大、周期最短的大豆遗传转化平台；寿光博收种业有限公司选育并推广的抗斑萎病毒甜、辣椒品种，成功填补了国内在斑萎病毒抗性品种资源方面的空白……这都是自主创新在种业翻身仗中发挥关键作用的生动体现，企业与科研院所“强强联合”，共同推动种业振兴。
星火燎原：“火花技术”绘就农业美好希冀
2022年6月，农业农村部首次启动农业“火花技术”征集工作，旨在挖掘处于萌芽状态或成长阶段、尚未规模推广，但未来有可能对农业生产和产业发展产生积极影响的新技术、新产品、新工艺、新设计、新材料、新方法、新资源、新装备、新模式等农业科技成果。两年来，多项“火花技术”成果被列入农业“火花技术”培育名单和成果库名单，不断点亮农业科技发展的种种新可能。
渭南霖图机械制造有限公司创造性地研发出花椒采摘机。花椒产业作为山地农民致富的新经济增长点，却长期面临采摘成本高和雇工难的问题——花椒浑身带刺，采摘时易伤果胎影响下一年产量；果把短、混乱无序，花椒颗粒、果梗和叶距离很近，给机械采摘带来极大困难。花椒采摘机是一款由控制器智能管理的高效无损低成本电动工具，其作业时，在树下放帆布或用伞接花椒，将喂入口对准花椒穗轻压电源开关即可，对花椒颗粒不损伤、无破碎，不影响商品价值，成功解决了花椒的无损采摘难题，缓解了传统花椒采摘雇工难的问题，经济效益显著，将有力促进花椒产业规模化发展。
中信格义循环经济有限公司采用“三级分离”技术工艺，从秸秆等农林废弃物原料中提取出高活性低分子全水溶的广谱性有机复合材料——“微碳”。这是净化生态环境和促进生物生长的一种重要新材料，可应用于农业绿色种植养殖、化肥农药减量、土壤修复等方面。目前已有成型配套装备，进入规模化生产阶段。例如，在北大荒抚远地区大面积推广试用了新型高效“氮磷钾+微碳”四元复合肥和“微碳尿素”，在化肥减量15%～30%的前提下，实现了增产、提质和改良土壤。在广西南宁，通过使用“微碳”系列肥料，解决了火龙果和土壤中重金属离子超标的难题，火龙果产量和品质得到大幅提升。
当具有创新性和实用性的农业新兴技术被筛选、培育和推广，每一项成果都是智慧的结晶，每一次突破都是前行的动力。正如每棵参天大树都始于一粒微小的种子，随着各界的不懈探索与协同攻关，农业的“火花技术”必将从微弱的火花变成旺盛的火苗，再从火苗汇聚成势不可挡的火炬，推动形成农业新质生产力，为农业的可持续发展贡献力量。
