分子育种技术对国家粮食安全意义重大
国家最高科学技术奖获得者、我国著名小麦遗传育种专家李振声院士首先解释了分子育种技术在国际上的兴起。
目前，国际生物学已进入了系统科学的新时代。海量的“爆炸式”增长的生物信息为分子育种和品种分子设计奠定了良好的信息和理论基础。分子标记及转基因技术的发展与应用，为实施品种分子设计提供了重要的技术支撑。国外已经纷纷启动分子设计的前期工作。美国农业部在十几个研究单位投资建立各种作物的生物信息数据库；美国先锋公司、澳大利亚昆士兰大学以及国际玉米小麦改良中心在基因型到表型建模、基因型与环境互作分析及育种模拟等方面开展了研究。
谈到发展分子育种技术对国家粮食安全的意义，李振声院士指出：“在经济全球化背景下，我国食物安全将长期面临耕地面积持续减少、资源短缺的刚性制约以及市场竞争激烈的多重压力。据测算，我国要保障 2020 年14.5 亿人口的食物安全，农产品生产水平必须提高20%。也就是说，在今后一段时期内18亿亩耕地、16亿亩播种面积的红线不突破的前提下，农作物单位面积产量必须每年增长1%―2%。单纯依靠常规技术和扩大生产规模将难以满足未来不断增长的供给需求。”“目前传统育种处于‘爬坡’阶段，培育出突破性品种的难度越来越大。”中科院副院长李家洋院士介绍，近年来传统的“经验育种”正逐步向定向、高效的“精确育种”转化。植物育种已进入生物技术与常规技术有机结合的第三次突破阶段。
国际生物基因资源形势严峻
“谈到分子育种技术，就必须提到生物基因资源在国际间的争夺。”中国农业科学院作物研究所所长万建民教授说。他指出，生物基因资源已成为一个国家持续发展的战略资源。近年来农业生物基因资源的鉴定方法不断更新和高度自动化、智能化；基因克隆的新方法层出不穷，大大加快了基因挖掘的进程；新的功能基因发掘及其新品种育成的速度成倍加快。发达国家开始有计划、大投入地展开“跑马圈地”式的垄断争夺。
目前，美国、日本和澳大利亚等发达国家拥有全球70%以上的水稻基因专利，90%以上的玉米基因专利，80％以上的小麦基因和75%以上的棉花基因专利。我国目前获得的基因专利总数则不足美国的10%。孟山都、杜邦等5大跨国公司利用其基因专利和品种，控制着国际种业市场70%的份额，并试图控制全球的转基因种业市场。基因专利将成为未来国际农产品贸易的知识产权壁垒。
三大问题期待突破
近年来，在国家863、国家科技支撑等计划的支持下，我国在植物分子标记、转基因、细胞工程育种领域取得了重要进展。但是多位专家也坦率指出，目前国内这一领域“跟踪性研究多，原始创新少”，具体表现在：
作物分子育种的关键技术有待突破。我国分子育种技术总体研究薄弱，缺乏大规模化基因发掘的技术平台，目标性状基因的精细定位不足，拥有自主知识产权的实用分子标记少；缺少有重大利用价值的新基因；缺乏规模化高效率安全的遗传转化体系等。
分子设计育种理论尚未建立。我国在基因组学特别是水稻基因组学研究方面虽然取得较大进展，但尚未系统解析作物重要性状的遗传基础，品种预测模型和整体设计思路仍需深入研究。
现有品种尚不能满足市场需求，国际竞争力弱。我国作物优质品种缺、稳定性较差。如我国水稻达到国家优质米标准的品种不足50%；主要玉米品种蛋白质含量低；优质专用棉花主要依靠进口；油脂消费量的2/3依赖进口等。
需建立全国育种协作网络
中国农科院范云六院士认为，要提高分子育种技术，就要加强植物基因资源和新基因发掘的理论基础与技术创新。“加强对种质资源转变为基因资源的研究，将从根本上改变我国植物新基因发掘周期长、成本高、效率低的局面，并使我国在国际基因专利中占据有利地位。”中国农科院的范云六院士说。
华中农业大学的傅廷栋院士指出，在保证产量的同时，实现产量、品质和抗性的同步改良，已成为农作物育种的主要方向。随着全球经济一体化和市场竞争的加剧，发达国家越来越重视农产品质量的改良，因此分子育种研究要注意加工业对专用品质的需要。
万建民教授则建议，加强抗病虫、养分高效利用等环境友好型品种，以及抗旱、耐盐碱等抗逆品种的培育与推广，以促进我国农业生产的可持续发展。
李振声院士特别建议，要加强育种协作网络建设。我国从事植物遗传育种研究的单位不少，但研究项目和内容多为简单重复，规模化程度较低，缺乏整体性，影响了遗传育种学科的发展。今后需要进一步建立和完善全国育种协作网络，加强条件设施建设，整体提高育种理论和技术创新水平。
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