万建民院士：我国生物育种的现状与前景

“粮食安全是国家重大战略需求，生物育种是支撑这一战略的核心科技。”

“我们国家2024年粮食产量超过1.4万亿斤，但粮食进口量却远超1.58亿吨，对外依存度达19%。”

“只有构建起产学研用深度融合、上中下游无缝衔接的创新生态，才能将我国在基础研究和基因挖掘上的领先优势，彻底转化为保障国家粮食安全的产业胜势，最终实现种业科技自立自强。”

日前，在第十七届中国国际种业博览会暨第二十二届全国种子信息交流与产品交易会上，中国工程院院士万建民作报告剖析我国粮食生产现状，从需求与挑战、最新科研进展、未来发展方向三大方面，系统梳理了我国生物育种的现状与前景。

万建民指出，目前我国粮食安全仍面临数量、质量、营养三重保障的挑战。

在“量”的层面，尽管产量稳定在1.4万亿斤以上，但需求持续增长，进口依赖度居高不下。

在“质”的层面，我国农产品优质率仅约30%，“隐性饥饿”如缺铁性贫血、高血压、微量元素缺乏等问题，正对国民健康构成严峻挑战。

在“资源与环境”层面，我国化肥农药使用量远超发达国家，推动育种向“减投减损”方向转型迫在眉睫。

此外，国际竞争态势也不容乐观。万建民指出，全球前五大种业公司占据60%以上市场份额，其中拜尔、科迪华等企业控制着全球90%的转基因知识产权。“我国在基因编辑等核心技术的核心专利上，仍受制于人。”

面对挑战，我国在生物育种领域持续攻关。

种质资源精准鉴定已完成36万份基因型鉴定。

“十三五”期间，我国完成1.7万份种质资源精准鉴定；“十四五”至今已完成1.8万份。在全国库存的58万份资源中，已有36万份完成全基因组基因型鉴定，玉米库存资源已全部完成。

“表型鉴定虽难度更大，但也已完成8.5万份。这些资源已通过各类展示会向企业和科研单位开放，推动了一批抗病、抗逆、优质资源的广泛应用。”万建民介绍，种植密度是大豆单产提升的关键限制因素。目前，团队已筛选出“合豆118”“蒙豆228”等耐密植资源，为提升国产大豆单产奠定基础。

基因资源挖掘从“逐个克隆”到“智能规模化”。

从孟德尔遗传学，到分子标记定位，再到全基因组关联分析、泛基因组学，基因挖掘技术如今已进入“AI+大数据”驱动的高效时代。

“以往一个科学家一辈子可能只克隆一个基因，如今一个研究生在攻读学位期间就能克隆1-2个基因。”万建民表示，目前我国在产量、品质、抗病、耐逆、资源高效利用等方面已克隆大量基因，基础研究水平已跃居世界前列。

基因编辑、全基因组选择、AI设计并进。

育种技术体系不断完善。在基因编辑方面，我国已突破遗传转化体系依赖，建立了不依赖组培的遗传转化系统，并在底盘工具酶如CRISPR-Cas12j等方向取得系列突破，其中基于DNA边界工具酶的发现处于国际领先位置。

在全基因组选择方面，我国虽与跨国企业仍有差距，但算法已取得突破，工程化育种体系初步建成。

在人工智能育种方面，我国正迎头赶上。中国科学院徐超团队开发的G2智能育种机器人系统，相关工作已在《Science》发表，代表我国在AI设计育种领域取得重要突破。

一批突破性品种已进入示范推广阶段。

• 水稻：超高产绿色水稻、耐盐碱水稻、早熟水稻；

• 小麦：扬麦53聚合4个抗赤霉病基因，实现高抗与高产兼顾；

• 玉米：东科1188、中单1130等新品种，以及抗虫耐除草剂品种如铁391K、京科968D等；

• 大豆：中黄203、铁豆124等品种单产提升10%以上，含油量达22%，“大豆单产提升已进入黎明前夕”；

• 油菜：中油杂501、华油杂158R等品种在含油量与产量上同步提升。

“我国生物育种正迈向一个多学科深度融合、智能化技术主导、全链条系统整合的新阶段。”万建民系统性地展望了四大发展趋势与一项核心任务，为行业发展描绘出清晰的路线图。

基础研究的应用导向将更为突出。以往存在的“做基础研究的不关心育种，做育种的不关注基础研究”的脱节现象正在被打破。未来，基础研究将更加紧密地面向育种实践中的关键难题展开。其中，对中央信号通路（如光周期、激素调控）的解析，以及作物如何响应高温、干旱、病虫害等环境胁迫的分子机制，将成为重点研究方向，为设计更具韧性的智能品种提供理论基石。

多学科交叉融合将引领育种技术的快速迭代。 “生物技术（BT）+信息技术（IT）+人工智能（AI）”的深度融合，正催生数字化、智能化的育种新范式。AI不仅用于基因挖掘和表型预测，更将驱动智能设计育种，通过对株型、抗性、品质等性状进行数字化建模与全局优化，实现“定制化”品种的精准、高效培育，这将是未来种业竞争的核心高地。

生物育种产品的产业化应用将明显提速。随着政策环境的逐步完善与技术成熟度的提升，一批聚合了多个优良基因的重大产品正从实验室走向田野。万院士特别提到，聚合了10个以上抗虫基因的新一代玉米、聚合了5个以上抗虫基因的大豆等产品已进入生产性试验阶段。此外，通过基因编辑技术创制的耐除草剂大豆、高抗白粉病小麦等新品种，也亟待通过审定政策“绿色通道” 加快产业化进程，从而快速形成生产力。

万建民强调，实现愿景的根本保障在于构建“资源—基因—技术—产品—产业化”的全链条创新体系。这是一个系统工程，任何单一的科研机构或企业都无法独立承担。必须打破界限，通过 “双轮驱动” 机制，即国家战略科技力量与企业市场化创新主体的紧密协同，形成合力。国家实验室、科研院所应聚焦前沿技术与共性关键技术的突破，而企业则需紧密对接市场需求，负责品种的测试、推广与市场应用。

来源：农财网种业宝典