◎本報(bào)記者 馬愛(ài)平

　　智能農(nóng)機(jī)在田野里奔騰輾轉(zhuǎn)，自動(dòng)播種、施肥、收割，卻不見(jiàn)一人；指尖在屏上輕輕一點(diǎn)，旅行之余也可以給大棚里的蔬菜澆水施肥；沒(méi)有土壤，沒(méi)有陽(yáng)光，植物工廠里的蔬菜依然長(zhǎng)得旺盛……科技與農(nóng)業(yè)融合，描繪著最時(shí)尚、最具創(chuàng)造力的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)圖景。

　　農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化關(guān)鍵是農(nóng)業(yè)科技現(xiàn)代化。黨的十八大以來(lái)，黨中央國(guó)務(wù)院高度重視農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新，深入實(shí)施“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略，全國(guó)廣大農(nóng)業(yè)科技工作者堅(jiān)持“四個(gè)面向”，勠力創(chuàng)新攻關(guān)，一批引領(lǐng)性、原創(chuàng)性和標(biāo)志性的重大科技成果競(jìng)相涌現(xiàn)，兩系法開(kāi)啟雜交水稻新紀(jì)元、首次在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)人工合成淀粉、“基因剪刀”打破國(guó)外壟斷、植物工廠“快速育種”實(shí)現(xiàn)重要突破，我國(guó)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新取得歷史性成就，整體實(shí)力進(jìn)入世界前列，高水平農(nóng)業(yè)科技自立自強(qiáng)邁出堅(jiān)實(shí)步伐，農(nóng)業(yè)科技現(xiàn)代化已經(jīng)成為保障糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品供給、突破資源環(huán)境約束、引領(lǐng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的強(qiáng)勁引擎。2012年到2021年，我國(guó)糧食總產(chǎn)量由6.1億噸提高到6.8億噸，良種增產(chǎn)貢獻(xiàn)率由45%提高到50%以上，主要農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率由57%提高到72%。

　　重大創(chuàng)新成果 為農(nóng)業(yè)農(nóng)村高質(zhì)量發(fā)展插上“科技翅膀”

　　10年來(lái)，廣大農(nóng)業(yè)科技工作者聚焦農(nóng)業(yè)科技的要害短板，勠力同心、砥礪奮進(jìn)，農(nóng)業(yè)科技重大成果不斷涌現(xiàn)。育成并推廣水稻“寧香粳9號(hào)”、小麥“魯原502”、玉米“京農(nóng)科728”等一批優(yōu)質(zhì)糧食作物新品種，自主培育出京紅、京粉系列蛋雞品種、京海黃雞、華農(nóng)溫氏一號(hào)豬等一批具有較高應(yīng)用價(jià)值的畜禽新品種，畜禽水產(chǎn)品種良種化、國(guó)產(chǎn)化比重逐年提升。耐旱小麥配套節(jié)水栽培技術(shù)節(jié)省灌溉水30%左右。玉米膜下滴灌技術(shù)、全膜雙壟溝播技術(shù)等實(shí)現(xiàn)水分利用效率提高17%，水稻側(cè)深施肥技術(shù)實(shí)現(xiàn)肥料利用率提高20個(gè)百分點(diǎn)。創(chuàng)制一大批關(guān)鍵高效裝備，采棉機(jī)整機(jī)產(chǎn)品和采棉頭等核心部件實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，科技支撐筑牢“國(guó)家糧倉(cāng)”邁出堅(jiān)實(shí)步伐。

　　兩系法開(kāi)啟雜交水稻新紀(jì)元

　　如果說(shuō)三系法雜交水稻為中國(guó)開(kāi)啟了自己養(yǎng)活自己的時(shí)代，那么兩系法雜交水稻則為中國(guó)開(kāi)啟了更高產(chǎn)、更優(yōu)質(zhì)、更高效的雜交水稻新紀(jì)元，確保了我國(guó)雜交水稻技術(shù)的領(lǐng)先地位，并推動(dòng)了世界雜交水稻的快速發(fā)展，對(duì)遺傳育種學(xué)科發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。2014年1月10日，由中國(guó)工程院院士袁隆平領(lǐng)銜攻關(guān)的“兩系法雜交水稻技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目獲得了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

　　從三系法到兩系法，僅一字之別，卻帶來(lái)了雜交水稻技術(shù)的飛躍。湖南雜交水稻研究中心牽頭并組織全國(guó)多單位、多學(xué)科針對(duì)三系法存在的配組不自由等問(wèn)題，利用水稻光溫敏核不育新材料，經(jīng)過(guò)20多年的協(xié)作攻關(guān)，圍繞光溫敏核不育系育性轉(zhuǎn)換機(jī)理、實(shí)用光溫敏核不育系創(chuàng)制、兩系雜交稻組合選育技術(shù)、安全高效繁殖制種技術(shù)等進(jìn)行深入研究，創(chuàng)立了實(shí)用光溫敏核不育系選育理念、鑒定技術(shù)、核心種子與原種生產(chǎn)技術(shù)；建立了不育系高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)繁殖、安全高產(chǎn)制種技術(shù)體系；解決了雜交水稻高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)、早熟難協(xié)調(diào)的技術(shù)難題，突破兩系雜交粳稻育種與種子生產(chǎn)技術(shù)瓶頸；育成了兩用不育系170個(gè)、配制了兩系雜交水稻組合528個(gè)，并實(shí)現(xiàn)了大面積推廣應(yīng)用；形成了比較完整的兩系法雜交水稻理論體系，解決了三系雜交稻的主要限制因素，使水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用進(jìn)入一個(gè)新階段，帶動(dòng)和促進(jìn)了我國(guó)油菜、高粱、棉花、玉米、小麥等作物兩系法雜種優(yōu)勢(shì)利用的研究與應(yīng)用，為現(xiàn)代作物遺傳育種學(xué)科的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。

　　通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作，兩系法雜交水稻技術(shù)已在美國(guó)推廣應(yīng)用，并較當(dāng)?shù)刂髟云贩N增產(chǎn)20%以上。兩系法雜交水稻為我國(guó)種業(yè)開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng)，參與國(guó)際種業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)提供了核心技術(shù)支撐。

　　單倍體育種技術(shù)讓玉米育種進(jìn)入“高鐵”時(shí)代

　　2020年9月，在位于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)東陽(yáng)試驗(yàn)基地的“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“玉米雜種優(yōu)勢(shì)利用技術(shù)與強(qiáng)優(yōu)勢(shì)雜交種創(chuàng)制”成果展示現(xiàn)場(chǎng)，記者發(fā)現(xiàn)，不同玉米田塊的長(zhǎng)勢(shì)大有不同，其中強(qiáng)優(yōu)勢(shì)玉米雜交種長(zhǎng)勢(shì)頗為喜人。

　　“現(xiàn)代農(nóng)作物育種技術(shù)有幾個(gè)里程碑式的發(fā)展，該項(xiàng)目在雜交誘導(dǎo)單倍體育種上的多項(xiàng)原創(chuàng)性突破是玉米雜種優(yōu)勢(shì)利用技術(shù)新的里程碑，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)革命將起到重大的推進(jìn)作用。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授戴景瑞告訴記者，單倍體快速育種技術(shù)大大提高了新材料的創(chuàng)制速度。過(guò)去，選育1個(gè)玉米自交系，要連續(xù)自交8代或更長(zhǎng)時(shí)間；現(xiàn)在使用這項(xiàng)技術(shù)，快則1年，2代就可以選育出純合自交系，進(jìn)而用于優(yōu)良雜交種的組配，顯著提升了育種效率。

　　中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家玉米改良中心的陳紹江團(tuán)隊(duì)針對(duì)玉米單倍體技術(shù)開(kāi)展了長(zhǎng)達(dá)20余年的持續(xù)研究，相繼在關(guān)鍵單倍體誘導(dǎo)基因、單倍體誘導(dǎo)與加倍的技術(shù)上取得了突破，創(chuàng)建了高效的育種技術(shù)體系。該技術(shù)作為現(xiàn)代種業(yè)的“高鐵技術(shù)”，大幅提升了我國(guó)種業(yè)科技的競(jìng)爭(zhēng)力。2021年，該研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名期刊《植物生物技術(shù)雜志》上發(fā)表最新研究成果，首次建立了番茄單倍體誘導(dǎo)系統(tǒng)，為創(chuàng)建單雙子葉作物通用的跨物種單倍體快速育種技術(shù)體系奠定了基礎(chǔ)。

　　從二氧化碳到淀粉的全合成引領(lǐng)傳統(tǒng)種植模式革命性變革

　　滿足碳水愛(ài)好必須靠種地嗎？二氧化碳和氫氣在一起會(huì)發(fā)生怎樣的反應(yīng)？中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所在人工合成淀粉方面取得重要進(jìn)展。該所研究人員提出了一種顛覆性的淀粉制備方法，不依賴植物光合作用，以二氧化碳、電解產(chǎn)生的氫氣為原料，成功生產(chǎn)出淀粉，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的從頭合成，使淀粉生產(chǎn)從傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)種植模式向工業(yè)車間生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變成為可能，取得原創(chuàng)性突破。相關(guān)研究成果2021年9月24日在線發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

　　研究團(tuán)隊(duì)采用了一種類似“搭積木”的方式，聯(lián)合中科院大連化學(xué)物理研究所，利用化學(xué)催化劑將高濃度二氧化碳在高密度氫能作用下還原成碳一(C1)化合物，然后通過(guò)設(shè)計(jì)構(gòu)建碳一聚合新酶，依據(jù)化學(xué)聚糖反應(yīng)原理將碳一化合物聚合成碳三(C3)化合物，最后通過(guò)生物途徑優(yōu)化，將碳三化合物又聚合成碳六(C6)化合物，再進(jìn)一步合成直鏈和支鏈淀粉(Cn化合物)。

　　“這一人工途徑的淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，為創(chuàng)建新功能的生物系統(tǒng)提供了新的科學(xué)基礎(chǔ)。”論文第一作者、中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所副研究員蔡韜說(shuō)。

　　重大動(dòng)植物疫病防治技術(shù)為農(nóng)業(yè)生物安全織上“防護(hù)網(wǎng)”

　　為有效從家禽源頭控制H7N9病毒，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所陳化蘭院士團(tuán)隊(duì)利用成熟的疫苗研發(fā)平臺(tái)，及時(shí)創(chuàng)制出重組禽流感病毒(H5+H7)二價(jià)滅活疫苗，在我國(guó)10家高致病性禽流感疫苗定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)和應(yīng)用，獲得國(guó)家一類新獸藥證書(shū)，極大地降低了H7N9病毒在家禽中的流行和傳播。更重要的是，疫苗的應(yīng)用在阻斷人感染H7N9病毒中發(fā)揮了立竿見(jiàn)影的效果。我國(guó)H7N9流感的成功防控已成為從動(dòng)物源頭控制人畜共患傳染病的典范。

　　我國(guó)草地貪夜蛾、非洲豬瘟等重大動(dòng)植物疫病綜合防治技術(shù)取得重大進(jìn)展。草地貪夜蛾、非洲豬瘟等發(fā)生后，科技部通過(guò)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及時(shí)部署應(yīng)急研發(fā)項(xiàng)目，組織開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院第一時(shí)間掌握草地貪夜蛾入侵信息，明確成災(zāi)規(guī)律，研發(fā)出一批監(jiān)測(cè)預(yù)警和綜合防控的技術(shù)與產(chǎn)品，全面支撐了“蟲(chóng)口奪糧”阻擊戰(zhàn)，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織向全球推薦。在全球首次解析非洲豬瘟病毒三維結(jié)構(gòu)，完成基因缺失疫苗第二階段臨床試驗(yàn)，亞單位疫苗實(shí)驗(yàn)室研究進(jìn)展順利。

　　我國(guó)科研人員還創(chuàng)建了以生物多樣性利用為核心，以生態(tài)抗災(zāi)、生物控害、化學(xué)減災(zāi)為目標(biāo)的小麥條銹病菌源基地綜合治理技術(shù)體系。

　　智慧農(nóng)業(yè)為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化裝上“加速器”

　　在科技部國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能農(nóng)機(jī)裝備”重點(diǎn)專項(xiàng)的支持下，我國(guó)全面推進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新，突破信息感知、決策智控、精量播栽、高效收獲等智能化理論與關(guān)鍵核心技術(shù)，研制了智能重型拖拉機(jī)、智能施藥、智能收獲、果菜茶生產(chǎn)、畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地處理等領(lǐng)域的智能農(nóng)機(jī)裝備，推動(dòng)我國(guó)農(nóng)機(jī)裝備科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　關(guān)鍵核心技術(shù)自主化，破解完全依賴進(jìn)口、受制于人的瓶頸?；凇氨倍贰钡霓r(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航與作業(yè)精準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)高精度導(dǎo)航定位、水肥藥精量施用、作業(yè)智能測(cè)控、遠(yuǎn)程運(yùn)維管理。畜禽養(yǎng)殖智能化精細(xì)生產(chǎn)技術(shù)及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了畜禽動(dòng)物生理生態(tài)監(jiān)測(cè)、生長(zhǎng)調(diào)控。智能農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力裝備技術(shù)體系，推進(jìn)農(nóng)用動(dòng)力裝備節(jié)能減排、綠色發(fā)展。

　　主導(dǎo)裝備智能化，構(gòu)建了自主研發(fā)的智能農(nóng)機(jī)裝備技術(shù)及產(chǎn)品體系。智能谷物聯(lián)合收獲技術(shù)裝備、高效智能采棉機(jī)，引領(lǐng)收獲裝備智能化升級(jí)。免耕精量播種技術(shù)裝備、無(wú)人機(jī)植保作業(yè)裝備，實(shí)現(xiàn)種肥藥智能施用。果蔬多源信息融合超大型分選成套裝備，實(shí)現(xiàn)了智能分級(jí)。

　　薄弱環(huán)節(jié)機(jī)械化，補(bǔ)齊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合效率與整體水平“短板”。丘陵山地、水田、園藝拖拉機(jī)等專用拖拉機(jī)，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供綠色高效動(dòng)力。農(nóng)田殘膜清理、農(nóng)田激光平地、節(jié)能深松等技術(shù)裝備，助力高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)。飼料、區(qū)域特色作物高效收獲技術(shù)裝備，解決了青飼與牧草、青稞、枸杞、大棗、橡膠、茶葉等生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)“無(wú)機(jī)可用”“無(wú)機(jī)好用”的難題。超級(jí)稻高速插秧，果園、甘蔗、油菜、蔬菜高效生產(chǎn)技術(shù)裝備，提升了全程機(jī)械化水平。目前，小麥基本實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化，水稻、玉米綜合機(jī)械化率超過(guò)80%，農(nóng)機(jī)深松作業(yè)信息化監(jiān)測(cè)率超過(guò)90%，丘陵山地、農(nóng)產(chǎn)品加工、畜牧養(yǎng)殖機(jī)械化率超過(guò)35%。

　　重大基礎(chǔ)研究突破 為搶占世界農(nóng)業(yè)科技制高點(diǎn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

　　10年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域連續(xù)取得突破性重要進(jìn)展，在基因組學(xué)、重要功能基因解析、重大病蟲(chóng)害災(zāi)變機(jī)制等領(lǐng)域取得一系列創(chuàng)新成果。在基礎(chǔ)理論方面，我國(guó)開(kāi)創(chuàng)了水稻研究從傳統(tǒng)遺傳圖譜向全基因組水平轉(zhuǎn)變的先河，發(fā)現(xiàn)并克隆了耐高溫、耐旱、高產(chǎn)、抗病等一批具有重要育種價(jià)值和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新基因，打破國(guó)外關(guān)鍵基因壟斷。在方法工具方面，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)賴錦盛創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出我國(guó)自主挖掘且擁有專利的基因編輯系統(tǒng)。在機(jī)理機(jī)制方面，發(fā)現(xiàn)植物抵御病毒的關(guān)鍵免疫蛋白，為高效綠色防控提供新策略。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院張友軍團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)“植物和動(dòng)物之間存在功能性基因水平轉(zhuǎn)移”機(jī)理，這是現(xiàn)代生物學(xué)誕生100多年來(lái)，首次研究證實(shí)植物和動(dòng)物之間存在功能性基因水平轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。

　　異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化新策略開(kāi)辟全新育種方向

　　馴化作物總要經(jīng)歷千百年歷史。而面對(duì)日益急迫的糧食危機(jī)，如何根據(jù)人類需要，迅速馴化野生稻？中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋院士研究團(tuán)隊(duì)首次提出了異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化的新策略，旨在最終培育出新型多倍體水稻作物，從而大幅提升糧食產(chǎn)量并增加作物環(huán)境變化適應(yīng)性。這一研究成果于2021年2月4日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》長(zhǎng)文發(fā)表。

　　為攻克創(chuàng)制多倍體水稻新作物的難題，李家洋院士所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)首次提出異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化的新策略，并將其劃分為四個(gè)階段：第一階段，收集并篩選綜合性狀最佳的異源四倍體野生稻底盤(pán)種質(zhì)資源；第二階段，建立野生稻快速?gòu)念^馴化技術(shù)體系；第三階段，品種分子設(shè)計(jì)與快速馴化；第四階段，新型水稻作物推廣應(yīng)用。

　　該團(tuán)隊(duì)攻克技術(shù)瓶頸，成功創(chuàng)制了落粒性降低、芒長(zhǎng)變短、株高降低、粒長(zhǎng)變長(zhǎng)、莖稈變粗、抽穗時(shí)間不同程度縮短的各種基因編輯源四倍體野生稻材料，證明該團(tuán)隊(duì)提出的異源四倍體野生稻快速?gòu)念^馴化策略高度可行。本項(xiàng)研究為未來(lái)糧食危機(jī)應(yīng)對(duì)提出了一種新的可行策略，開(kāi)辟了全新的作物育種方向，是該領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破性進(jìn)展，未來(lái)四倍體水稻新作物的成功培育有望對(duì)世界糧食生產(chǎn)帶來(lái)顛覆性的革命。

　　重要基因挖掘充實(shí)了現(xiàn)代生物育種“材料庫(kù)”

　　隨著全球氣候變暖趨勢(shì)加劇，高溫脅迫成為制約世界糧食生產(chǎn)安全的最主要因素之一。據(jù)報(bào)道，平均氣溫每升高1℃，會(huì)造成水稻、小麥、玉米等糧食作物3%—8%左右的減產(chǎn)。中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心林鴻宣研究團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)林尤舜研究團(tuán)隊(duì)合作在這一領(lǐng)域取得新突破，成功分離克隆了水稻高溫抗性新基因位點(diǎn)TT3，并闡釋了其調(diào)控高溫抗性的新機(jī)制。相關(guān)成果2022年6月17日在《科學(xué)》雜志上發(fā)表。

　　節(jié)水抗旱稻是指既有水稻的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特性，又有旱稻的節(jié)水抗旱特性的一類水稻品種類型。在國(guó)家“863計(jì)劃”等項(xiàng)目支持下，上海市農(nóng)業(yè)生物基因中心羅利軍研究團(tuán)隊(duì)圍繞水旱稻的遺傳分化、節(jié)水抗旱的遺傳與分子機(jī)制、節(jié)水抗旱稻品種培育和配套技術(shù)等方面進(jìn)行系統(tǒng)研究，挖掘了水稻抗旱基因OsRINGzf1，選育了“旱優(yōu)73”等節(jié)水抗旱稻新品種，大大拓展了水稻種植區(qū)域，該項(xiàng)目獲得2020年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

　　2022年7月22日，《科學(xué)》雜志發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所周文彬研究員團(tuán)隊(duì)牽頭的研究論文，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)承擔(dān)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“糧食作物產(chǎn)量與效率層次差異及其豐產(chǎn)增效機(jī)理”項(xiàng)目，歷時(shí)7年，在水稻中研究發(fā)現(xiàn)了水稻高產(chǎn)基因(OsDREB1C)，該基因能夠同時(shí)提高光合作用效率和氮素利用效率，顯著提高水稻產(chǎn)量，并縮短生育期。

　　“基因剪刀”為生物育種創(chuàng)新提供新工具

　　“不與農(nóng)學(xué)結(jié)合的生物技術(shù)就不是真正的生物技術(shù)”，賴錦盛教授感慨地說(shuō)。他敏銳地找準(zhǔn)方向，以玉米和大豆兩大主要農(nóng)作物為研究對(duì)象，開(kāi)展分子設(shè)計(jì)育種的基礎(chǔ)研究。2010年以來(lái)，賴錦盛教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂尖雜志接連發(fā)表一系列高水平論文，不斷深化對(duì)生物育種的認(rèn)識(shí)。

　　十年磨劍酬壯志，為的是不再“卡脖子”，志在打贏“翻身仗”。2018年7月30日，賴錦盛教授課題組在玉米基因組學(xué)研究上取得重要進(jìn)展，研究成果在《自然·遺傳》上在線發(fā)表，我國(guó)玉米基因組學(xué)研究更加自信地走在世界最前沿。2021年，賴錦盛教授團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)的兩把屬于中國(guó)的“基因剪刀”——Cas12i和Cas12j獲得專利授權(quán)，彌補(bǔ)了我國(guó)在基因編輯核心工具領(lǐng)域的技術(shù)空白，一舉打破國(guó)外對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的壟斷。

　　“基因剪刀”，是一種形象的說(shuō)法，也就是利用某些能夠切割病毒遺傳物質(zhì)的Cas蛋白，即CRISPR-Cas，對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行一定剪切，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜精準(zhǔn)的基因編輯。Cas蛋白有93個(gè)之多，德國(guó)和美國(guó)的兩位學(xué)者因發(fā)現(xiàn)CRISPR-Cas9“基因剪刀”而于2020年共同榮獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。一直以來(lái)，該領(lǐng)域技術(shù)及原始核心專利為西方少數(shù)國(guó)家所壟斷。近年來(lái)，我國(guó)一批科學(xué)家?jiàn)^力耕耘，在植物基因編輯研究領(lǐng)域不斷開(kāi)疆拓土。事實(shí)充分說(shuō)明，中國(guó)實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)路在腳下。

　　植物工廠育種加速器破解植物周年加代繁育瓶頸

　　沒(méi)有陽(yáng)光、雨水和土壤，能種出糧食來(lái)嗎？農(nóng)業(yè)科學(xué)家說(shuō)：“能，而且長(zhǎng)得更快！”2021年10月，在國(guó)家“十三五”科技創(chuàng)新成就展上，一幢泛著紅紫色柔光的玻璃小屋格外亮眼。這是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院都市農(nóng)業(yè)研究所植物工廠創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研制的一座植物工廠。四層栽培架上，一排排水稻青苗齊整整扎在特殊的營(yíng)養(yǎng)液里，在顆顆彩色LED節(jié)能燈的“撫觸”下，正奮力拔節(jié)。

　　創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以人工光植物工廠為手段，在詳盡分析水稻苗期、分蘗期、拔節(jié)期、抽穗期、開(kāi)花期、灌漿期等各個(gè)生育階段生物學(xué)特性基礎(chǔ)上，創(chuàng)制出水稻不同生育期環(huán)境—營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)協(xié)同調(diào)控技術(shù)，構(gòu)建了大幅度縮短水稻生育期的技術(shù)途徑，成功實(shí)現(xiàn)水稻種植60天左右收獲的重大突破，將傳統(tǒng)大田環(huán)境下120天以上的水稻生育周期縮短了一半，大幅提升水稻育種效率。

　　創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家楊其長(zhǎng)說(shuō)，這座植物工廠如同一臺(tái)水稻育種加速器，有望實(shí)現(xiàn)每年6茬以上的水稻“快速育種”，栽培層數(shù)甚至可以達(dá)到10層以上。此外，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)正致力于將植物工廠用在小麥加速育種上，目前可實(shí)現(xiàn)小麥從秧苗移栽到植物工廠后34天孕穗，39天抽穗，65天成熟收獲，與傳統(tǒng)大田環(huán)境下平均180天的生長(zhǎng)周期相比縮短了三分之二。楊其長(zhǎng)說(shuō)，未來(lái)，依靠植物工廠，可為水稻和其他作物的加代育種和高效栽培提供新的技術(shù)路徑。

　　組織實(shí)施機(jī)制改革 為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新注入新的活力

　　10年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)科技體制機(jī)制改革不斷完善，產(chǎn)學(xué)研用融合不斷加深，創(chuàng)新激勵(lì)政策持續(xù)走實(shí)，農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新活力和動(dòng)力得到充分激發(fā)。通過(guò)實(shí)施“揭榜掛帥”、部省聯(lián)動(dòng)、青年科學(xué)家項(xiàng)目等新機(jī)制，不斷探索農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域新型舉國(guó)體制。針對(duì)重大技術(shù)瓶頸和產(chǎn)品制約，實(shí)行“揭榜掛帥”機(jī)制，創(chuàng)新不問(wèn)出身。設(shè)置青年科學(xué)家項(xiàng)目，鼓勵(lì)自由探索，推動(dòng)青年科技人才脫穎而出。設(shè)置科技型中小企業(yè)項(xiàng)目，擇優(yōu)支持中小企業(yè)科技創(chuàng)新。在動(dòng)物育種、林木育種、耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)等方向，實(shí)施長(zhǎng)周期支持機(jī)制。

　　部省聯(lián)動(dòng)新機(jī)制著力解決區(qū)域農(nóng)業(yè)重大現(xiàn)實(shí)難題

　　農(nóng)業(yè)具有明顯的區(qū)域性特征，協(xié)同解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的區(qū)域性重大現(xiàn)實(shí)難題是保障國(guó)家糧食安全的必然要求。順應(yīng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)和科研規(guī)律，“十四五”農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃探索實(shí)施部省聯(lián)動(dòng)組織實(shí)施機(jī)制?？萍疾亢陀嘘P(guān)省份聯(lián)合論證、聯(lián)合投入、聯(lián)合推進(jìn)，中央和地方按1∶1匹配經(jīng)費(fèi)，統(tǒng)籌全國(guó)科技資源和優(yōu)勢(shì)力量，將區(qū)域性重大科技問(wèn)題上升到國(guó)家層面來(lái)解決，推動(dòng)“問(wèn)題從生產(chǎn)中產(chǎn)生，成果到生產(chǎn)中檢驗(yàn)”，實(shí)現(xiàn)了管理聯(lián)動(dòng)、政策聯(lián)動(dòng)、資源聯(lián)動(dòng)。

　　2021—2022年，科技部與28個(gè)省份聯(lián)動(dòng)實(shí)施了“環(huán)渤海鹽堿地耕地質(zhì)量與產(chǎn)能提升技術(shù)模式及應(yīng)用”“長(zhǎng)江中下游坡耕地紅黃壤與中低產(chǎn)稻田產(chǎn)能提升技術(shù)模式及應(yīng)用”等55個(gè)項(xiàng)目，深受科研一線和地方好評(píng)。2021年，科技部與山西省聯(lián)動(dòng)實(shí)施了“有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)耐瘠抗逆節(jié)水增效技術(shù)模式與應(yīng)用”項(xiàng)目，支持區(qū)域創(chuàng)新力量聯(lián)合國(guó)家級(jí)優(yōu)勢(shì)單位協(xié)同開(kāi)展有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，共同把有機(jī)旱作農(nóng)業(yè)創(chuàng)新成果落實(shí)到黃土大地。

　　青年科學(xué)家項(xiàng)目激勵(lì)青年科技人員勇闖“無(wú)人區(qū)”

　　為加大青年科技人才培養(yǎng)力度，科技部在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中探索實(shí)施青年科學(xué)家項(xiàng)目機(jī)制，鼓勵(lì)青年人員在基因編輯等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域自由探索。作為受項(xiàng)目資助的青年科學(xué)家之一，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院小麥研究中心“90后”教授、博士生導(dǎo)師宗媛表示，國(guó)家對(duì)青年科學(xué)家的支持和關(guān)注讓自己更有底氣、有勇氣放手去驗(yàn)證心中的設(shè)想，身上的重?fù)?dān)也讓自己面對(duì)成果時(shí)更加清醒。

　　提到自己對(duì)青年科學(xué)家責(zé)任的理解，宗媛說(shuō)：“青年科學(xué)家要敢于挑戰(zhàn)‘無(wú)人區(qū)’的科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)瓶頸，大膽創(chuàng)新，在美好時(shí)代發(fā)揮自己的價(jià)值，為未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展勾勒出更美好的藍(lán)圖。希望我能夠用自己在植物基因組編輯領(lǐng)域的一技之長(zhǎng)，推進(jìn)植物精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種和智能育種的早日實(shí)現(xiàn)，為保障我國(guó)種業(yè)安全、糧食安全貢獻(xiàn)自己的力量?！?/p>

　　展望未來(lái)，科技讓農(nóng)業(yè)“更智慧”，農(nóng)村“更便捷”，一幅農(nóng)業(yè)科技繪就的多彩畫(huà)卷徐徐展開(kāi)：在無(wú)人農(nóng)場(chǎng)的數(shù)字大田，早上太陽(yáng)升起來(lái)了，倉(cāng)庫(kù)門(mén)自動(dòng)打開(kāi)后，無(wú)人駕駛農(nóng)機(jī)根據(jù)大數(shù)據(jù)就能分析出農(nóng)田作物生長(zhǎng)和健康狀況，隨后自動(dòng)判斷和進(jìn)行相應(yīng)的耕作、噴灑農(nóng)藥、除草作業(yè)，完成后再自動(dòng)回到停車場(chǎng)，農(nóng)民全程可在線上操作，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、功能農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)……揮動(dòng)“科技的翅膀”，精耕“希望的田野”。