民以食爲天，農業是一切發展的(de)基礎。一粒種子，包含成千上萬的(de)遺傳密碼，被稱爲農業的(de)“芯片”。米飯香不香、大(dà)豆能出多(duō)少油、玉米糯不糯、水(shuǐ)果甜不甜，種子是關鍵。中國種子都來(lái)自哪裏？優質品種是怎麽培育的(de)？又該如何保障好中國人(rén)的(de)糧食安全呢(ne)？今天通(tōng)過剖析一粒玉米種子，來(lái)體驗如何打造中國農業“芯片”。
盛夏，北(běi)京郊區(qū)的(de)一片農田裏，幼兒(ér)園的(de)老師們正帶著(zhe)孩子，收獲今年春天他(tā)們自己種下(xià)的(de)玉米。
玉米，原産南(nán)美(měi)，500年前傳入中國後，逐漸成爲中國人(rén)最主要的(de)口糧之一。現在，中國人(rén)每年要吃(chī)掉接近1000萬噸玉米，大(dà)家對(duì)玉米的(de)需求，早已不隻是填飽肚子那麽簡單。
今天，消費者在菜場(chǎng)、超市裏挑選的(de)各類玉米，很少是農民自己留種種出來(lái)的(de)，大(dà)多(duō)是育種專家們選育的(de)品種。
中國科學院院士、中國農業科學院作物(wù)科學研究所所長(cháng)錢前：吃(chī)飽了(le)以後肯定要吃(chī)好，吃(chī)好可(kě)能還(hái)是要靠科學家。玉米以前沒有香玉米，玉米能成爲香玉米，就是從種質資源入手，有的(de)放矢地育種。
目前在我國，雜(zá)交育種仍是農作物(wù)最主要的(de)育種方式。想要培育出一款又甜又糯的(de)玉米，首先就要找到優質的(de)甜玉米和(hé)糯玉米。對(duì)育種專家來(lái)說，找到攜帶優質基因的(de)父本和(hé)母本，是育出好種的(de)最大(dà)前提。
在位于中國農業科學院的(de)國家作物(wù)種質庫裏，李立會正和(hé)團隊人(rén)員(yuán)一起查看剛剛從全國各地收集來(lái)的(de)種子。這(zhè)裏是中國農作物(wù)種質資源戰略保存中心，除了(le)保存在各地種質圃中的(de)多(duō)年生、無性繁殖以及野生資源外，這(zhè)裏保存著(zhe)45萬餘份農作物(wù)種質資源，光(guāng)玉米種質資源就有3萬多(duō)份。農作物(wù)種質資源，也(yě)是農作物(wù)的(de)遺傳資源、基因資源，決定著(zhe)農作物(wù)的(de)所有特征性狀。
中國農業科學院作物(wù)科學研究所種質資源中心主任李立會：比如說株高(gāo)是多(duō)高(gāo)，成熟期是什(shén)麽時(shí)候，或者是穗粒數有多(duō)少粒。可(kě)能你覺得(de)它的(de)産量不行，但是它在某些方面，确确實實是有長(cháng)處的(de)。比如說下(xià)雨(yǔ)了(le)，下(xià)雨(yǔ)它能不倒，比如說病害來(lái)了(le)它不發病。老百姓種的(de)都是上百年、上千年的(de)東西了(le)，能夠從裏面發掘出新的(de)基因，對(duì)未來(lái)的(de)改造或者是改良是有價值的(de)。
此前，我國曾先後在20世紀50年代和(hé)80年代開展過兩次農作物(wù)種質資源普查，收集保護了(le)一大(dà)批珍稀、重要資源，但當時(shí)普查并不全面，還(hái)有不少品種散落在各地。2015年，農業部啓動了(le)第三次全國農作物(wù)種質資源普查與收集行動。
中國農業科學院作物(wù)科學研究所種質資源中心主任李立會：我們現在第三次普查，基本上到的(de)地方都是車開不進去的(de)。我們在山西，老鄉們就支了(le)一個(gè)平底鍋，這(zhè)個(gè)平底鍋在爆爆米花，我看這(zhè)個(gè)米花跟我們在電影(yǐng)院裏面買那個(gè)爆米花相比一點都不差，确實香味比較濃。這(zhè)個(gè)品種當時(shí)我們在那看了(le)以後，它确确實實是有價值的(de)。
保護種質資源，就是保護我們農業“芯片”的(de)根本。放眼世界，每個(gè)農業強國，都需要擁有強大(dà)的(de)種質庫。
中國農業科學院作物(wù)科學研究所種質資源中心主任李立會：這(zhè)幾年我們國家對(duì)原始創新非常非常重視，種質資源它是種業創新的(de)源頭跟源泉。
截至今年6月(yuè)，第三次農作物(wù)種質資源普查已經收集到了(le)11.3萬份種質資源。這(zhè)些新收集的(de)種子，将在田間種植2—3年，定期觀測記錄，鑒定确認爲獨一無二的(de)特征後，最終形成一份包含30多(duō)項表型特征的(de)“身份證”，然後入庫。
就在去年，國家作物(wù)種質庫新庫開始試運行。在這(zhè)裏，每一份種子将能保存50年，在這(zhè)期間，這(zhè)裏的(de)科學家們将持續對(duì)它們進行基因測序、深入探究這(zhè)些種子的(de)遺傳奧秘，也(yě)爲全國的(de)育種專家們提供育種資源，讓中國種子的(de)研發掌握在中國人(rén)自己的(de)手中。
中國科學院院士、中國農業科學院作物(wù)科學研究所所長(cháng)錢前：隻有攥緊中國種子，我們才能保障中國的(de)糧食安全。
在我國，玉米不但是重要的(de)口糧，更是主要的(de)動物(wù)飼料和(hé)重要的(de)工業原料，國内玉米産量一直存在缺口。增産是這(zhè)些年玉米育種的(de)一個(gè)重要方向。
夏末，在北(běi)京順義的(de)試驗田裏，黎亮和(hé)學生們正在和(hé)新培育的(de)玉米品種進行一場(chǎng)特殊的(de)拔河(hé)比賽。把玉米莖稈拉到一定角度，精确測量所需要的(de)拉力，就可(kě)以直觀地看到,這(zhè)個(gè)試驗品種抗倒伏的(de)能力有多(duō)強。
玉米要提高(gāo)畝産，提高(gāo)種植密度是主要途徑，但是種植太密，很容易發生倒伏。
黎亮和(hé)他(tā)的(de)學生們正在培育的(de)這(zhè)個(gè)玉米品種，是一個(gè)高(gāo)産又不易倒伏，适合機器收獲的(de)品種，它的(de)抗倒性，正是來(lái)自國家作物(wù)種質庫中保存的(de)遺傳資源。
在田間，黎亮一直随身攜帶著(zhe)平闆電腦(nǎo)，每一株玉米都有一個(gè)二維碼，他(tā)隻要輕輕一掃，就能看到這(zhè)株玉米的(de)所有信息。
中國農業科學院作物(wù)科學研究所研究員(yuán)黎亮：基本上我走到田裏任何一個(gè)地方，你問我這(zhè)個(gè)材料是什(shén)麽，我能給你講出它的(de)上一代，它的(de)爸(bà)爸(bà)媽媽，它有什(shén)麽利用(yòng)價值。今年這(zhè)塊地裏有什(shén)麽病害，這(zhè)裏面都有記錄。
在這(zhè)個(gè)試驗田裏，每個(gè)玉米品種隻種植一行，兩畝地裏一共種著(zhe)1000多(duō)個(gè)不同品種的(de)玉米。在它們當中，最讓黎亮惦記的(de)是這(zhè)幾株看起來(lái)并不起眼的(de)玉米，被叫作“單倍體誘導系”，它本身并不攜帶增産抗蟲等優質基因，但卻能大(dà)大(dà)縮短中國育種專家們育種的(de)時(shí)間。
中國農業科學院作物(wù)科學研究所研究員(yuán)黎亮：它的(de)花粉和(hé)别的(de)材料雜(zá)交，就會讓另外一個(gè)材料産生單倍體。傳統的(de)我們做(zuò)雜(zá)交育種的(de)時(shí)候，要先把一個(gè)雜(zá)合型的(de)個(gè)體變純合，至少八到十年。那麽你用(yòng)單倍體技術隻需要兩個(gè)步驟，七個(gè)月(yuè)就可(kě)以實現了(le)，所以說這(zhè)個(gè)育種的(de)速度大(dà)大(dà)加快(kuài)。它目前處于國際的(de)一流水(shuǐ)平，已經分(fēn)發到全國50多(duō)個(gè)單位在使用(yòng)了(le)。
從種質資源創新到育種技術創新，中國育種專家們深耕農作物(wù)育種基礎創新，讓中國育種從1.0時(shí)代逐漸向世界最先進的(de)4.0時(shí)代追趕。
中國科學院院士、中國農業科學院作物(wù)科學研究所所長(cháng)錢前：育種進步也(yě)是跟著(zhe)國家科技進步一起的(de)，第一個(gè)階段是農民育種，在田間發現好的(de)；第二是20世紀20年代、30年代開始使用(yòng)雜(zá)交育種；第三是知道性狀怎麽控制，遺傳基因在哪個(gè)區(qū)域裏面，進行分(fēn)子标記輔助選育；現在做(zuò)到4.0，生物(wù)育種逐漸開始成爲主流，從随機到定向選擇。
随著(zhe)技術的(de)進步，中國農作物(wù)種子國産率也(yě)不斷提升，目前我國農作物(wù)自主選育品種面積占比超過95%，“中國糧”基本都用(yòng)上了(le)“中國種”，糧食産量近年來(lái)屢創新高(gāo)。在這(zhè)背後，還(hái)有中國育種專家們不斷繼續創新的(de)努力。
海南(nán)三亞，在北(běi)方隻能種植一季的(de)作物(wù)，可(kě)以在這(zhè)裏實現兩季甚至三季種植，吸引了(le)來(lái)自全國各地的(de)育種專家。
滕文濤是一家農業科技企業玉米種業研發人(rén)員(yuán)，他(tā)拍(pāi)攝的(de)這(zhè)段視頻(pín)，正在給外地的(de)同事介紹今年不同玉米品種在海南(nán)種植的(de)最新情況。
草(cǎo)地貪夜蛾是來(lái)自美(měi)洲的(de)玉米天敵，兩年前開始遷徙到亞洲，已經成了(le)中國南(nán)方玉米種植最大(dà)的(de)蟲害。遠(yuǎn)在陝西楊淩的(de)育種團隊正在仔細觀看他(tā)發回的(de)視頻(pín)。
中國中化(huà)種業玉米研發團隊負責人(rén)徐加新：草(cǎo)地貪夜蛾在廣西、海南(nán)、貴州、雲南(nán)等地方都是比較嚴重的(de)，它對(duì)産量危害是很嚴重的(de)，有可(kě)能顆粒無收，它還(hái)有從南(nán)往北(běi)遷徙的(de)這(zhè)樣一個(gè)迹象。
以往，面對(duì)農作物(wù)蟲害，大(dà)多(duō)隻能通(tōng)過噴灑農藥應對(duì)，但這(zhè)樣不僅容易增加農藥殘留，而且害蟲耐藥後防蟲效果也(yě)會不斷降低，如果能通(tōng)過生物(wù)育種技術，培育出“蟲子不喜歡吃(chī)”的(de)玉米，既能減少農藥帶來(lái)的(de)副作用(yòng)，害蟲的(de)耐藥性也(yě)能有所減緩。
中國中化(huà)種業玉米研發團隊負責人(rén)徐加新：針對(duì)這(zhè)一個(gè)蟲害目前有效的(de)解決路徑就是加入生物(wù)技術的(de)性狀，選到我們這(zhè)樣一個(gè)抗草(cǎo)地貪夜蛾、抗蟲害的(de)一個(gè)品種。
然而，不論用(yòng)什(shén)麽方法育種，在試驗階段，育種專家們都要面臨成千上萬粒性狀不同的(de)種子，怎麽能從這(zhè)上萬粒種子中找到最抗蟲的(de)那一粒呢(ne)？
在陝西楊淩高(gāo)新技術區(qū)，企業專門建設了(le)一個(gè)現代育種工廠，在這(zhè)裏，通(tōng)過生物(wù)育種得(de)到的(de)種子都要先在這(zhè)個(gè)檢測設備中做(zuò)一個(gè)掃描，育種專家解讀種子的(de)遺傳信息後，留下(xià)最可(kě)能發揮抗蟲作用(yòng)的(de)種子種入試驗田裏。
中國中化(huà)種業玉米研發團隊負責人(rén)徐加新：因爲育種就是一個(gè)預測的(de)科學，從大(dà)海裏面撈魚，要抓到最好的(de)一條，一般第一步會保留35%，其他(tā)的(de)就可(kě)以淘汰，這(zhè)樣在下(xià)地之前就可(kě)以虛拟預測了(le)，一般的(de)育種可(kě)能需要3年的(de)時(shí)間，現在因爲有數據依據，有這(zhè)些技術，縮短1到2年的(de)時(shí)間。
在育種工廠，每年可(kě)以檢測二三十萬份種子，加上單倍體技術快(kuài)速育種，兩年不到的(de)時(shí)間内，企業就培育出了(le)幾個(gè)蟲子不喜歡吃(chī)産量又高(gāo)的(de)品種，在溫室種植後表現很好。
不過，抗蟲新品種究竟是否有用(yòng)，還(hái)要經過大(dà)田裏的(de)測試。在海南(nán)育種的(de)滕文濤，也(yě)把抗蟲玉米品種在測試大(dà)田裏的(de)表現及時(shí)反饋了(le)回來(lái)。
在培育這(zhè)個(gè)種子的(de)過程中，從抗病蟲性狀的(de)尋找到新品種的(de)培育，背後是成百上千名種子科學家的(de)努力，每一步都由創新技術來(lái)驅動。
中國中化(huà)北(běi)京創新中心負責人(rén)張蓓：現在農業育種已經完全是一個(gè)高(gāo)科技的(de)行業，所以說到底還(hái)是創新的(de)能力，最後比拼的(de)是誰掌握核心的(de)技術、核心的(de)專利，才能夠真正占領市場(chǎng)。
十年來(lái)，國内科研院所、育種企業不斷加大(dà)種業研發投入，我國每年審定的(de)玉米品種數量不斷增加。
一粒玉米種子，外表并不起眼，卻彙集了(le)諸多(duō)創新。農業現代化(huà)，種子是基礎，必須把民族種業搞上去，把種源安全提升到關系國家安全的(de)戰略高(gāo)度，集中力量破難題、補短闆、強優勢、控風險，實現種業科技自立自強、種源自主可(kě)控。從種子入手，在種質資源、育種技術上不斷創新，打好種業翻身仗，讓種業裝上更多(duō)“中國芯”，我們才能把飯碗端得(de)更牢、更好。
