種子是現代農業的“芯片”,更是保障國家糧食安全的基石;“十五五”時期將是農業農村現代化加快推進、農業強國建設的關鍵時期。3月5日,全國人大代表、鄭州大學黨委書記李成偉在《中國日報》撰文指出,基因芯片技術作為精準育種的核心驅動力,正推動我國種業從自主可控向引領創新穩步跨越,為牢牢守住中國人的飯碗注入科技動能。
育種領域的“基因雷達”
文章指出,傳統育種模式長期高度依賴育種家的經驗判斷和田間表型選擇,育種周期漫長,對于復雜性狀的選擇效率偏低。基因芯片技術的推廣應用精準打破了這一發展瓶頸。
基因芯片如同育種領域的“基因雷達”,通過高通量分子檢測技術,借助已知DNA片段精準定位目標基因,實現對育種材料的精準基因分型。與傳統“大海撈針”式的篩選不同,基因芯片能在作物生長早期快速識別其遺傳潛力,精準鎖定與產量、品質、抗逆相關的關鍵基因,從而大幅縮短育種周期、提升育種效率。
文章提到,基因芯片已廣泛應用于各類農作物和畜禽育種:我國自主研發的水稻基因芯片,能同時檢測與抗病、抗倒伏、優質米質相關的上千個基因位點;針對生豬培育的基因芯片,可精準篩選瘦肉率高、抗病性強的種豬。如今,從主糧到經濟作物,從家禽到家畜,基因芯片已成為挖掘種質資源、培育突破性品種的關鍵抓手,讓育種工作從經驗主導轉向數據主導。
科技賦能種業振興
“十五五”規劃建議明確提出推進種業振興,為基因芯片技術與種子工程的深度融合提供了有力支撐。
基因芯片正逐步與人工智能、大數據、基因編輯等前沿技術深度融合,推動我國種子工程實現深刻轉變。在河南,科研團隊正利用AI模型分析基因芯片檢測數據,預測作物在不同氣候條件下的產量表現;通過基因編輯技術與基因芯片的結合,科研人員能精準改造目標基因,再借助芯片快速驗證改造效果。這種融合正推動種子工程從被動選擇向主動設計轉變,從單一性狀改良向多基因性狀聚合轉變。
文章指出,種質資源是育種創新的基礎。我國已建成世界一流的種質資源庫,保存資源總量位居世界第一,但長期開發利用不足。基因芯片技術實現了對種質資源的精準鑒定和高效篩選,讓海量存量資源真正“活”起來。我國自主研發的“中農芯18K”玉米芯片,可對玉米種質資源進行大規模基因分型,精準篩選出優良遺傳材料;其與國家作物種質資源信息平臺的深度融合,逐步構建起服務種業創新的數字化基因數據庫。河南省農科院借助基因芯片技術,對傳統小麥品種進行精準挖掘,篩選出抗逆性強的優異基因,培育出適配黃淮海地區氣候特點的優質品種。
機遇與挑戰并存
目前,部分基因芯片核心技術及關鍵元器件、試劑的自主知識產權不足;種子企業創新能力不均衡,多數中小企業研發投入不足;產學研融合不夠深入,技術成果從實驗室走向田間的“最后一公里”尚未完全打通。這些問題,都需要在“十五五”時期著力破解。
要充分釋放基因芯片技術的賦能潛力,需多措并舉:首先,要強化核心技術攻關,集中力量突破基因芯片關鍵元器件與試劑瓶頸;其次,要深化產學研協同創新,組建以企業為主體、科研院所和高校為支撐的育種創新聯合體;第三,完善政策支持體系,加大研發投入,強化新品種知識產權保護,培育具有國際競爭力的領軍種子企業。
文章強調,河南作為農業、種業大省,肩負重要使命。近年來,河南持續加大種業科技創新投入,建設了國家生物育種產業創新中心等高能級載體,推動基因芯片技術在小麥、玉米、花生等優勢作物育種中廣泛應用。鄭州大學也在積極布局農業與生物制造領域,整合跨學科力量開展相關研究,為地方種業發展提供支持。
“十五五”時期將是我國建設農業強國的關鍵階段,持續推進基因芯片等前沿技術與種業的深度融合,不僅能幫助培育更多高產、優質、綠色、高效的新品種,更能推動種業向高新技術產業轉型升級,助力我國實現從種業大國向種業強國的歷史性跨越,為國家糧食安全提供堅實保障,為全球糧食安全貢獻中國方案。
(編輯:李慧嫻 劉建娜 朱萍)