种筹天下,打造农作物育种的3.0时代
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组合抢分练八信息性阅读+名句名篇默写+写作一、(2022·福建省厦门市高三毕业班第四次质量检测)阅读下面的文字,完成1~5题。
材料一:种子主权包含种子保育和普惠使用的权利。
几千年来,农民一直是种子选育推广的主力,而近百年的农业现代化,使市场力量成为主导力量。
但如果没有农民的参与,种子主权就将失去社会基础。
另外,种子是农业与食物体系构建与发展的基础,与空气、阳光、水等农业必须的要素一样,种子不是任何人或任何国家的创造物,而是源于自然的馈赠。
因此,人类需要以生态环境可持续发展为基础,而非基于商业经济,来实现对种子主权的普惠分配。
种子生产与自然再生产的密切联系,对跨国粮商和资本集团更普遍直接投资于种子研发并从中获利的模式构成了天然障碍,第一个障碍是自然环境和生态过程的不确定性。
气候、土地等自然条件是农业生产的基础,在很大程度上影响着植物的生长节奏,但不易控制。
第二个障碍是劳动时间和生产时间存在差异,这违背了资本为了逐利而快速流通的本质。
为此,资本主导的商业化食物体系以改造种子为切入口,通过加快甚至规避农业生产的自然过程,减少自然不可控因素对资本获益所产生的破坏。
资本主导的技术创新体系必然遵循产量、产值最大化的逻辑,强调单一种植与强制推广。
通过专业化育种和常规育种相结合,包括转基因育种等,商业化食物体系的确能实现对种子主权的改造。
跨国粮商也将原本属于农民和主权国家的权益转移到自己手中,攫取了巨大专利垄断利润。
笔者曾在2018年对巴西的多家农场进行实地调研,发现在跨国粮商经营、规模扩大、种子技术垄断的合力作用下,哪怕是当地的大农场合作社,若不使用转基因大豆和玉米种子,不追随这种模式,很快就会被市场淘汰。
就连巴西政府在跨国集团面前也缺少话语权,他们不得不通过改变国内税制,甚至让渡国家在某些关键资源或基础设施的发展权益,来迎合跨国粮商的垄断经营。
可见,种子主权的抗争对象,是一整套资本控制的过度商业化的育种体系。
生物育种产业发展态势、挑战与对策建议作者:徐凌验来源:《中国经贸导刊》2024年第02期民为国基,谷为民命。
党的二十大报告明确提出“全方位夯实粮食安全根基”。
2023年中央一号文件明确“深入实施种业振兴行动,全面实施生物育种重大项目”。
习近平总书记高度关心我国种业安全和发展,多次强调,要围绕保障粮食安全和重要农产品供给集中攻关,实现种业科技自立自强、种源自主可控,用中国种子保障中国粮食安全。
习近平总书记在2023年12月召开的中央农村工作会议上作出重要指示“支持农业科技创新平台建设,加快推进种业振兴行动。
”生物育种,是指利用分子育种、合成生物、细胞工程育种、胚胎工程育种等一系列现代生物工程技术,深度挖掘利用生物基因资源,培育、生产和应用性能优良的动植物新品種。
国家“十四五”规划明确将生物育种产业列为重点战略性新兴产业之一。
大力发展生物育种产业,对于显著提升育种效率、破除欧美对我国技术垄断、解决种源“卡脖子”难题、打赢我国种业翻身仗意义重大。
一、生物育种产业的重要战略意义(一)生物育种是支撑未来现代种业长足发展的重要力量当今世界种业竞争实质是科技竞争,核心是生物育种技术的竞争。
其基于遗传学、分子生物学、基因组学、计算生物学和系统生物学理论,通过先进生物技术应用可显著提高育种效率,有利于克服传统常规育种大多依赖育种家经验,育种效率低、精准度差、育种周期长的不利因素,显著提升育种产品在成本、价格、品质等方面的竞争力。
抢占生物育种技术及其产业发展制高点,已成为世界各国增强农业核心竞争力的重大战略选择。
(二)生物育种是解决种源“卡脖子”技术问题的必由之路习近平总书记反复强调,“农业现代化,种子是基础,必须把种源安全提升到关系国家安全的战略高度”。
粮食安全是国家安全的重要基础,生物育种技术则是发展现代种业、解决粮食安全问题的重要支撑。
从现状来看,国内增加种植面积的潜力已经十分有限,生物育种技术可以有效降低我国农业生产成本,减少灾害损失,培育优质、高营养、高产、稳产、多抗、便于机械化管理的农作物新品种,是种业创新的核心。
作物的故事︱稻作起源的三部曲栽培稻起源于我国南方,其祖先本是一种叫“普通野生稻”的水草,初看起来毫不起眼。
人稻结缘并不是一见钟情,而更像是一场马拉松式的恋爱。
先民们从采集野生稻到收割栽培稻花费了数千个春秋,先后历经了三个发展阶段。
一、从御寒到充饥2023年7月3日,北京,炭化稻【植物,顺山集文化二期(约公元前6200—前6000年)。
距今1.7万年是一个重要转折点,因为人类终于初尝稻米滋味。
在此之前人们看到水稻只会盯住它的禾草部分,心里涌起的只是温暖的感觉,之后人们才会望着它的谷穗一边肚子咕咕叫。
让我们把目光转向澧县往东约540千米的江西万年,当地的吊桶环、仙人洞都是石灰岩山岭地貌,当中出土了大量水稻植硅石与花粉,与十里岗不同的是,这些植硅石大多来自1.7万年前的稻壳而非稻叶,相信这些人工集起来的稻壳是人类最早食用稻米的证据。
问题来了,人们为什么突然间要尝试陌生的食物?我们知道饮食习惯是人类难移的本性之一,首个“吃螃蟹”的太冒险,必须战胜对未知事物的排斥和恐惧。
古气候学告诉我们那个时点正在进入间冰期,气候渐渐变暖,野生稻生长更繁茂了,分布范围扩大了,其中以结籽方式进行繁殖的稻株数量也随着气温的升高而增加,稻谷比先前的冰期更常见了。
人们早已观察到鼠雀吃草籽的现象,捕获后又在鼠胃和鸟的嗉囊里见到大量的籽粒,因而知道有几种谷子是能吃的。
在许多民族的稻作起源神话里,说稻种是仙鼠或玄鸟带来的,与此有关。
人类第一次试吃稻米可不是采一大堆回来煮着吃,而是在现场一颗一颗掰开吃生的,从穗上摇下来带回家烹熟是后来升级版的吃法。
这样吃当然不管饱,但却在主吃肉食之余增添了一样新鲜的零食。
没错,是零食!就如同我们路过桑林随手摘几个桑葚吃,或者路过荷塘顺便剥几个莲子吃。
今天西南地区仍有少数民族生吃糯谷作零嘴,青年男女相约去田里摘还没成熟的青稻穗吃也是一项娱乐,少男少女们会将摘下的带壳稻谷烤成香喷喷的“糄米”。
二、从采集到栽培人们首尝稻米时吃的是野生稻,又过了大约五千年才开始种植和驯化它。
()是保障粮食安全的重要支撑.仓廪实,天下安。
粮食安全是的重要基础。
党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央始终坚持把保障粮食安全作为治国安邦的头等大事,就粮食安全作出了一系列重大决策部署,粮食安全保障取得历史性成就。
2021年全国粮食总产量达13657亿斤,粮食生产连续7年保持在1.3万亿斤以上,实现“十八连丰”。
我国以占世界9%的耕地和6.4%的淡水资源养活了占世界近20%的人口,创造了“中国粮”的奇迹。
但从长远来看,我国粮食安全面临严峻挑战,持续提升粮食供给保障能力,越来越需要发挥农业科技创新的核心支撑作用。
必须深刻认识科技创新支撑粮食安全的必要性紧迫性,在分析研判我国粮食安全科技需求的基础上,以需求为导向,积极探索实践,利用现代科学技术为粮食安全保障增添新动能。
以科技创新支撑粮食安全的必要性紧迫性科技创新是新阶段保障粮食安全的治本之策。
粮食安全关乎广大人民群众切身利益,其概念经历了一个较长时间的演变过程。
1974年,联合国粮农组织对粮食安全定义为“任何人在任何时候都能得到为了生存和健康所需要的足够食品”,主要强调粮食的生产、供给。
1983年定义为“任何人在任何时候既能买得到又能买得起他们所需要的基本食品”,将获取食物相关的市场、价格等因素纳入其中进行考量。
1996年定义为“所有人在任何时候都能通过物质、社会和经济手段获得充足、安全和富有营养的食物,满足其膳食需要和饮食偏好,过上积极和健康的生活”,将粮食安全内涵扩展到了食物卫生、健康标准、营养平衡等方面。
粮食安全最根本的是满足所有人对于粮食供应的基本需求,免于饥饿,得以生存。
但随着人们对粮食安全认识的转型升级,粮食安全从单纯的数量安全到质量安全、再到生态安全,人们开始由“吃得饱”向“吃得好”转变,传统的农业耕作方式已无法满足人们对粮食安全的多样化需求,无法满足人民日益增长的美好生活的需要。
为有效解决粮食安全由“饱”向“好”的转型升级,亟需利用科技创新不断提升粮食生产效率与效益,推动粮食生产量与质的协同发展。
创新中国生命观后感精选01近日首播收官的央视系列纪录片《创新中国》中,华大不止一次亮相。
除了《潮起》里的大国重器国产基因测序仪,《生命》分集中还讲述了几乎容纳了整个世界的物种、让人惊叹的深圳国家基因库。
在事关人类生存的问题上,生命科学带来的突破可能比其他任何领域都更加令人惊喜。
死亡之症不断被攻克,绝境中重获生机。
生存质量将空前提高,返老还童似乎不再是天方夜谭。
在深圳大鹏新区,就有一栋酝酿着勃勃野心的大楼——这个占地不到12万平方米的建筑,是全球最大的综合性基因库——深圳国家基因库。
在这里,无数生命以数字形态获得了永生。
经过一年多的运营,目前深圳国家基因库生物资源样本库已具备2500万份可溯源性生物样本的存储能力,已存储高质量、可溯源样本量2000多万份;生物信息数据库实现500PB的数据访问支持能力,存储容量60PB,累计保存了18PB数据,并建成全球最大的基因组高性能计算中心及生命数据开发共享平台,其构建的40多个数据库,总访问量达1.18亿;生物活体库以保护和保存世界约三十万种植物、百万种动物、近千万种微生物活体资源为目标,目前四个国内生物活体库已挂牌和开展项目;数字化平台数据产出能力8Pb/年,已建成高通量、国产化、低成本的公共服务平台;合成与编辑平台科研水平实现国际“并跑”,部分技术占据领先地位,参与基因组合成、胚胎编辑评估等国际大项目,Nature、Science双突破。
此外,深圳国家基因库已接待分别来自于国内外政府机构、科研院所、大中小学校、媒体、医疗领域机构、金融领域机构等万余人来访参观;并举办了多场科普、公益活动,受到社会各界的一致好评。
02导语:没有神话故事没有宗教传说生命有时候可以简化成一个化学作用对科学家们来说如果创造出必要条件让特定的化学反应发生生命就可以诞生故事一:黄花蒿实验室里一株黄花蒿长大了它原本是一种常见的中药材却在这个世纪初和一位中国科学家一起成为了全新的中国符号中国中医科学院中药研究所屠呦呦从黄花蒿中提取出了有效成分青蒿素它成功压制了人类历史上最大规模的传染病之一虐疾挽救了数百万人的生命2015年诺贝尔奖颁奖典礼屠呦呦也因此成为第一个获得诺贝尔自然科学奖项的中国本土科学家青高素中医院药给世界的一份礼物一个在中国悄然勃兴的领域生命科学正大迅速吸引全世界的目光故事二:传染病登革热人们曾预测 21生命世纪在事关人类生存的问题上生命科学带来的突破可能比其他任何领域都更加令人惊喜死亡之症不断被攻克生命质量将空前提高返老还童再是天方夜谭我们制造着超级农作物并将改变靠天吃饭的时代而这一切听上去还像是科幻小说的情节中国正在打开下一个技术时代的大门广州广州南部每周两次人们要大面积喷洒化学制剂来消灭蚊子这是2014年广州大规模爆发登革热的后遗症蚊子是人类的头号杀手每年全球有3.5亿人感染蚊子传播的疾病每770人中就有1人因此丧命登革热就是一种典型的蚊媒病此蚊吸食人血因此传播疾病奚志勇的实验室里饲养着上千万只蚊子白纹伊蚊是他的研究重点登革病毒通过这种蚊子传播由于没有特效药的疫苗控制登革疫情主要靠灭蚊化学杀虫剂是最直接的灭蚊武器但它会造成严重的环境污染一段时间后白纹伊蚊进化出抗药性似乎什么都无法阻止这种杀人活武器的扩张而奚声音勇提出了一个全新的思路能否给蚊子打疫苗不让登革病毒不进入蚊子体内呢如果可以这样的疫苗又会是什么呢在自然中超过70%的昆虫身上都天然携带着一种共生细菌沃尔巴克氏菌大多数时候它们与自己寄生的主人互利共生但如果将这种染到蚊子体内这就能阻断登革病毒的复制中山大学教授:奚志勇就是生物它本身有好多自然的系统在完成它做的很多合理的事情其实这些事情就可以为我们人类的很多创新来服务的但这还不是奚志勇发现的全部秘密感染上沃尔巴克区菌的雄性白纹伊蚊与野生雌蚊交配后产来的虫卵不能卵不能孵化雌蚊一生可以多次产卵如果雄蚊改造后与它们交配一次就能减少 200到300只蚊子出生这将大大提高灭蚊的效率奚志勇:讲到这个东西人家觉得你开玩笑到中国来放蚊子但是为什么这样不行呢你不就是要让蚊子减少嘛你既然通过过样的方法能达到为什么它不能是个杀虫剂呢17年前奚声音勇在美国攻读博士学位时就试图建立蚊子与沃尔巴克氏菌的共生关系但这种操作一直只存在于理论中几十年来无人实现奚志勇的实验也不断被叫停奚志勇:博士指导委员的教授都说你花再多的努力什么都没有的他们告诉我你这个tup推牌九圆的你这样做下去走向死路了然而奚志j勇坚信已找到破局的关键在近乎一年的时间里他耐心地打磨着一根比头发丝还细的石英针他要用这根针来改造长和宽都不足1毫米的蚊卵很多时候我们大可将生命科学的研究者看成艺术工匠在显微镜下奚声音勇要从别的蚊卵中吸取出沃尔巴克错误菌然后注射到目标蚊卵中实验室的温度虫卵的前期处理注射的时间与部位都需要精心计算任何细微的误差都会导致失败比如景卵损坏或者针尖折断折损上万根针注射了十万蚊卵一只带有沃尔巴克氏菌的蚊子终于诞生了它是由人类建立的生命关系奚志勇:因为从来没有人跳到这个平台上来你是第一个跳上来的跳上来以后有无数的机会你可以做现在奚志勇的实验室里孕育着全球最大的蚊子工厂这里拥有世界瞩目的胚胎注射技术并大批量生产着携带沃尔巴克氏菌的蚊子它们的归宿是50公里的外的沙仔岛整个沙仔岛共3平方公里每周岛上要被投2000万只雄蚊试验进行了2年现在这晨的蚊子总量仅为相邻区域蚊子总量的十分之一远远低于登革热传播的标准奚志勇:像这种树林底下你一路跑去的话这早就扑过来了但是你现在你不会感觉到有蚊子扑过来来叮你前不久世界卫生组织向全球发布了这项技术为生活在登革流行区的39亿人而这些诞生于中国广州的蚊子也将飞往更大的天地故事二:生命科学一直致力于解决人类生存的两个基本问题除了对抗疾病另一个就是寻找食物在中国后者也显得极其紧迫由于人多地少等现实问题的困扰如何制造充足的食物来满足未来中国人的需求科学家们不断利用生物技术创造着奇迹山东无棣县六月初一片小麦成熟了几千年来这里的土地从未像现在这样能够大面积种植粮食如果物们将线向上抬升200米就会发现这片麦田别有洞天它们被一片海水蓄养的虾塘包围着这里曾是一片盐碱地海水的压力抬高了地下水位土壤会将含盐量极高的地下水吸上地表当地表的水分蒸发后盐就留在了土壤里曾经恶劣的土壤环境难以让粮食作物生长欧阳竹广东人却在北方的麦地里过了30年他的一生致力于在不可能的地方种出粮食中国科学院地理科学与资源研究所研究员:欧阳竹原来这块地是晒盐的一片盐场所以它土壤含盐量特别高在中国适合耕种的土地不到国土总面积的13% 每年中国的蔬菜粮食进口量相当于在国外种植了6亿亩耕地确保充足的耕地已刻不容缓而改造盐碱地就是其中的一张王牌上世纪80年代一大批来自不同学科的科研人员聚集在黄淮海平原上欧阳竹就是其中一员历经20年他们成功地改造了 3000多万亩盐碱地这一奇迹被誉为中国农业的“两弹一星“ 但这场科技大会战遗留了一个历名难题这是滨海盐碱地的一角也是一个生命的死角将含盐量极高的地下水抽取出来是盐碱地改良的有效方式但在海边这个方法行不通欧阳竹:因为它有海水倒灌的影响你把它降下去了它还是倒灌进来了它总是维持一个比较高的这样的一个地下水位环渤海地区的500亩盐碱地如同一块巨大的海绵为地下水提供了畅通无阻的上升通道这个问题将中国人困住了30年然而 200多公里外的一座工厂里一个奇思妙想正在酝酿刘长生是欧阳竹的合作伙伴刘长生:这土就是坷垃当地管这个地方叫一毛不拔刘长生的团队正在制造改造盐碱地的秘密武器相比于三十年前庞大的物理工程这次改造的工具却是一种人眼看不见的生命微生物大小只能以微米计算精心培育的微生物群能在恶劣的盐碱地中存活下来在它们新陈代谢的过程中多种土壤物质逐渐胶结在一起形成团粒结构切断了土壤中地下咸水的上升通道为植物生长创造出最有利的空间绝境之中是生命创造了生命刘长生:自然的农作物非常好吃这个要是吃馄饨稍微放一点很鲜美的这个突破为中国人与土地的博弈增加了筹码渤海良仓目标是改造环渤海低平原地区的盐碱土地这是一项涉及2.6亿人口跨越30年的大型农业科技工程 2020年渤海粮仓将贡献出100亿斤粮食也将为全中国2亿亩具备农业发展潜力的盐碱土地带来宝贵的改造经验而土壤改良仅是它的冰山一角从漫长的品种选育到持续性的环境监控任何一次创新都凝聚着几代人的坚守和无数次的接力有人埋首于荒漠之中有人则将目光投向城市森林这是一座超级都市北京现在2300万人口聚集在了这里如果按照每人每天消耗1公斤蔬菜来计算北京每天的蔬菜消耗量将超过两万吨但在寸土寸金的都市要大面积种植蔬菜是天方夜谭也许你会认为现代交通的发展可以将物品随心所欲地运送到任何地方然而最新鲜的蔬菜经不起长途跋涉有没有一种天才的解决方案能满足超大城市的蔬菜供应呢答案是肯定的这是一个蔬菜王国万物生长却不靠太阳专业灯具为植物的光合作用提供着最需要的红蓝光精心配置的营养液让植物脱离了土壤它们在垂直空间中生长大大减少了占地面积周年不间断的种植方式让这里的蔬菜产量最高可达到同等面积土培产量的100倍这项技术被称为“植物工厂” 如今它正逐渐从实验室增进人们的生活北京6环外一个新型种植基地里最新一茬奶油生菜已经成熟这里采用的就是植物工厂的水培技术通过智能管控这种生菜从发苗到采摘只需要20天 3个管理员就足够控制200平米的工厂如同工业产品流水线生产蔬菜在规定的时间内实现了批量生产通过电商平台人们可以方便地购买这些蔬菜在采摘后的6小时内新鲜的蔬菜就会配送到居民家中未来也许只需要几栋摩天大楼就可以为一座人口超过2000万的超级都市提供充足的蔬菜供给而中国是少数几个掌握了这项技术的国家之一故事三:在一个生命科学高速发展的时期中国显得极富天资这里拥有世界上最庞大的人口覆盖几乎所有的自然带蕴藏着在丰富的物种如同一笔巨大的财富它们是未来的战略性资源深圳国家基因库深圳大鹏新区一陈大楼酝酿着勃勃野心它占地不到12万平方米却试图容纳整个世界的物种这个世界存在于几个大型存储设备中无数生命以数字形态获得了永生这里就是深圳国家基因库地球上几乎所有的生命都有基因它们是带有遗传信息的DNA片段细胞深处的DNA呈现双螺旋结构在它的两条长链上碱基两两相对数以亿计但所有的碱基其实只有4种类型科学家用四个字母标记它们A T C G 它们的排名记载着生命的全部秘密现在一种神奇的翻译机能将其中的秘密解雇出来这就是基因测序仪从生物中DNA 将它制作成一种生物芯片放入测序仪中如同读到一个U盘测序仪将其中的信息翻译成四个字母排列的序列 150台测序仪 24小时不间断运转中国人打造出了全球最大的综合性基因库这些序列是生命的设计说明书破译其中的规律将帮助我们治疗重大疾病复活灭绝的物种制造超级农作物中国科学院一个实验室里高彩霞密切关注着一株小麦她是植物育种的高手从前育种专家们喜欢调侃自己是带着工资的农民现在他们更认同自己的身份是农作物设计师因为他们操控着植物的基因就如同进行服装设计无论款式与细节多么复杂多样服装设计大多是靠剪裁与缝纫再从个动作完成的现在同样的操作也发生在高彩霞的小麦中这是一株患白粉病的小麦容易感染白粉病是小麦的特点之一植物种类繁多性状不同是由它们的基因组决定的小麦容易感染白粉病就跟基因里几个字母的排序有关如果能长到它们的位置修改排列顺序也许就能彻底解除小麦的患病威胁中国遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞我的梦想或者我们所有人的梦想就是说物们对行操作的时候真的就叫指哪儿打哪儿我想做哪个基因就可以直接对这个基因进行操作但他必须找到能在基因链条上进行修改的工具 21世纪初一项颠覆性生物技术横空出世可以在DNA序列的特定位置上剪开双链然后敲除一个片段或者插入另一个片段从而改变生命这就是基因编辑技术中国遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞那么编辑技术是一个颠覆性的技术一定是下一代最重要的育种技术之一基因编辑技术能否尽快从一个理概念并获得专利全球实验室展开了一轮新的竞赛中国遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞出了新技术之后所有人就和你完全站在同一个起跑线上全世界有无数的课题组同时在做着而且不是光做动物的人做医学的人完全就是一起在拼着我经常跟课题组说一句如果你不是第一你就是最后在一个基因技术时代要出新就必须快这是一种史无前例的工艺小麦的基因多达180亿个其中只有3个与患病的性状有关对它的基因组编辑就如同大海捞针靠的是技巧经验以及一点恰到好处的运气这次修剪让人类真正走向了造物的位置中国遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞就相当于你要把理论上的东西用在实践当中比方说产生了创制了抗白病的小麦它真的就抗白粉病所以那一瞬间的快乐就是感觉到实现了就像一个梦想实现了一样2015年高彩霞利用最先进的一种特定的基因编辑技术获得了抗白粉病性状的小麦为解决一个世界性的育种难题走通了全新的道路这个成果际核心学术期刊评选为创刊以来最具价值的 20篇文章之一短短20年里中国人不拘一格弯道超车开始在新一轮创新浪潮中占据领先位置而在另一个领域中国则一直试图引领最前沿的未来他们是用时间变魔术的人这是一些被显微镜放大到100微米的细胞它们来自成年小鼠的尾巴却被还原成了类似受精卵的状态如同一枚生命的种子它们有了成长为其它组织与器官的能力而这个过程同样可以发生在人体中中国科学院广州生物医药与健康研究院:裴端卿像很多婴儿生下来的时候心脏就发育不全那物们如果说拿他的这个细胞我们再重新给他发育一个很好的心脏的话那他就是一个很正常的孩子这些技术将来都不是科学幻想就是能够实现的在细胞层面实现返老还童这就是干细胞的技术现阶段生命科学研究中最活跃的一个领域 2006年日本率先在人体皮肤细胞中诱导出了多能干细胞这个创举加速了各国对干细胞技术的研究与转化基于干细胞疗法全球新一轮再生医学革命已经到来中国科学院广州生物医药与健康研究院:裴端卿在过去药物研发领域里面我们是落后的我们追赶也很辛苦全世界可能前十名的大的新药创制公司其中一个都没有我们中国的公司所以我更希望未来最先进的干细胞治疗中国是领导者而不是一个追随者2000年初原本在美国研究肿瘤的裴端卿选择回国带领团队将研究方向转移到干细胞领域在裴端卿看来从皮肤中提取多功能诱导干细胞并不是最好的想法因为持续的阳光照射可能引起基因变异影响干细胞的质量那么林从哪里去寻找来源稳定数量庞大又方便获取的干细胞来源呢裴端卿的发现显得有些匪夷所思中国科学院广州生物医药与健康研究院:裴端卿也是在文献里面看到司法里面可能有活细胞后来我们很快就把尿液里面的活细胞变成这样一个细胞的样子所以那个时候我们突破的也很兴奋因为尿液的来源就太广泛了一小瓶尿液就能打开一个新世界裴端卿的团队将从尿液中诱导出的干细胞植入小鼠体内生长出了牙齿它们的直径不足1毫米却具有人的染色体基因这个成果吸引了全世界的目光对干细胞的探索绝不只是象牙塔里的游戏目前中国的老年人口数量已成为世界之最衰老是阿兹海默症等神经退行性疾病以及器官衰竭的根源绝症不仅让患者承受着巨大的痛苦还给无数家庭带来了沉重的负担在传统医学治疗无法解决的问题上干细胞研究将带来新的希望现在裴端卿的团队开始了一个更大胆的挑战用从尿液中获取的多能干细胞在人体外制造肝脏组织小鼠细胞实验人体拥有200万亿个细胞而多功能诱导干细胞可能分化成其中任何一种模样如何让它们成长为一个特定的器官并走向临床治疗其复杂程度几乎等同于登月工程故事四:在再生医学领域里科学家们认为除了自然生长生命还可以像积木一样搭建出来一个月前阿辉意外从高空坠落造成脊髓神经永久性损伤几千年前的古埃及典籍就有记载脊髓损伤是不治之症脊髓神经人体中最重要的信息高速通道它将大脑发出的信号传递给外周神经系统让人体能形成感觉完成运动而它一旦损伤就无法再生导致人体终生瘫痪在中国约有200多万患者因脊髓损伤被办禁在病床上修复脊髓神经仍是一个世界性的难题戴建武一个爱跑医院的科学家他的科研问题大多来自医院的疑难杂症中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员:戴建武我们做的很多东西包括物们在临床应用的一些疾病基本上都是临床上没办法的比如脊椎受伤都是很多人建议我别碰它但戴建武还是决定要攀登这座技术高峰当脊髓神经无法靠自身的力量重新生长是否可以用外力将断裂的再从端连接起来呢戴建武把目光锁定在了一种特殊的材料上在科学家眼中生命体如同一个建筑工程组织和器官都是构成建筑的零件组织和器官都是构成建筑的零件一旦零件损坏他们可以有针对性进行修复使用的就是生物材料无论是骨骼关节还是牙齿血管人力可制造出的身体修复材料已经变得越来越多让众多疑难病的治疗峰回路转在脊髓神经损伤的治疗上生物材料似乎是最具潜力的工具但几十年来这个方案仍面临很多技术瓶颈传统生物材料的材质和结构与脊髓差别太大无法传递神经信号要制造最接近脊髓神经的支架就必须找到新的材料戴建武的实验室很快有了新目标中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员:戴建武皮肤的总蛋白60%都是胶原肌腱的80%总蛋白我认为胶原蛋白可能是最关键的一个东西这些跟粉丝一样的材料就是一种人工合成的胶原蛋白它们被针管挤压出线状的纤维束针头大小可以控制纤维束的直径将这些纤维束有序地排列起来并捆扎成整体就变厉了一段高仿的脊髓除了能连接断裂的部位它还能复活脊髓的神经在事故发生后的第14天阿辉接受了脊髓神经修复手术戴建武的团体要协助医生使用全新的生物支架材料阿辉脊髓神经的断裂处有长达8毫米的空洞中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员:戴建武这里面就是脊髓了以前这里面没人敢动的材料必须现场制作支架的长度要略长于脊髓的空洞还有一个秘密武器那就是干细胞中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员:戴建武干细胞跟材料混合在一起它移植到体内就不会跑将干细胞打入脊髓空洞处再放入胶原支架干细胞就在可以支架上停留并在一段时间后让断裂的神经重新长在一起阿辉的手术还在继续病友海龙则期待着新希望海龙是这个医院里第一个接受脊髓神经修复手术的病人他可以重新站起来了这是一个最不缺少智慧与野心的领域在中国对再生医学和组织工程的研究投入已经高达几十亿人民币预计到2020年中国将成为世界第二大生物材料市场占据全球近四分之一的市场份额百谁能突破最核心的技术谁能引领不远的未来生命物们对它的了解才刚刚起步探索永无止境源源不断的创新让惊喜一直在这个领域里上演科学家能创造什么我们无法预测但是什么能激励科学家的创造答案显得十分清晰树用来研究世界上至今无药可治的病毒捕捉小鼠脑子里的蛛丝马迹可以解读出人类的精神秘密有时要激发对生命的想象力就得聊点地球之外的事情北京生命科学研究所这是一个既无行政级别又无事业编制的体制外研究所成立至今也只有短短十几年的历史却吸引着一批有望具脑洞的科学家这里就是北京生命科学研究所李文辉曾是哈佛大学医学院最优秀的病毒学家之一十年前他回到中国选择了一个40年来全球科学家都无法突破的课题寻找乙肝病毒受体。
省加大对县级种子管理机构设备的配备,由省级统一采购种子执法车辆下发各县级执法单位,防止被其他单位挤占。
二是逐步在具备条件的县建立国家或省级农作物品种区域试验站,保障品种试验基础设施完善,建立分布科学、高效可靠的品种测试网络。
三是继续实施支持每县建立农作物种子质量检验站项目,构建完善的基层种子质量检验体系。
四是加强地方特色种质资源保护及利用,建立资源保护利用长效机制[2]。
在种业发展基金中可以设立地方特色种质资源保护及利用资金,加快地方特色优异珍稀的种质资源开发应用,满足产业发展需求,提升产业发展水平,为地方经济发展探索新途径。
3.2 积极扶持农业种业企业 从政策保障、人才培养、技术服务等方面扶持陕西双亚粮油工贸有限公司积极按照《农作物种子生产经营许可管理办法》申办农作物种子生产经营许可证,提高市场竞争能力,改变目前拥有合法审定的品种但是不能上市经营的现状;同时可以在陕南扩大洋县地方特色农作物——黑谷的生产面积,提升品质和产量,推进优质米产业化步伐,提高黑米市场知名度和份额,带动汉中特色优质米产业快速发展,实现规模化经济效益,带动食品加工、包装运输等服务业的发展,为本地经济发展作出更大的贡献。
3.3 加强种子市场管理 一是在做好主要农作物种子市场管理的同时,要加强非主要农作物种子市场管理。
特别是马铃薯、甘薯及蔬菜等特色作物种子,经济价值高,应加强产前监管,防止给农业生产造成损失。
二是积极探索食用菌菌种、中药材种苗的管理,规范食用菌菌种、中药材种苗经营市场,为当前农村产业扶贫保驾护航。
三是继续加强农作物品种区域试验,规范试验程序、试验操作规程,及时准确地为省级品种审定、鉴定登记提供可靠的测试依据。
3.4 加大农作物品种示范展示工作 建议省、市级继续对农作物新品种示范展示工作给予专项支持。
在工作中除示范展示主要农作物品种外,充分利用第三次全国农作物种质资源普查成果,可每个县组织示范展示具有本县地方特色的优异品种,扩大生产规模,开发成特色商品,为当前产业扶贫服务,实现种业产业提质增效。
种业新说:圣丰种业——中国第一家互联网种业最近笔者看到国内知名种企山东圣丰种业集团“一体两翼”战略打造种业全产业链定制服务商,成为中国第一家互联网种业集团的文章,在国外种业巨头环伺、民族种业与之竞争仍显羸弱的今天,在互联网经济时代连最落后的农业领域也终于有第一个敢吃螃蟹的企业站出来,对抗国外同行竞争、响应克强总理的“互联网+”倡议,真心为这家充满豪气的公司点赞。
笔者随后对这家中国第一的互联网种业详细了解,发现圣丰种业不仅有信心,还非常有实力,而且善抓机遇。
且听笔者娓娓道来。
圣丰“一体”底气足山东圣丰种业集团是一家业务涵盖植物种质资源平台交易、农作物种子品种定制、育繁推一体化、农产品定制等全产业链的互联网种业集团公司。
旗下拥有山东圣丰种业科技有限公司、北京种筹天下科技有限公司、山东红遍农业科技有限公司、新疆圣丰种业有限公司、黑龙江圣丰种业有限公司、北京金圣丰生物高科技有限公司六家全资子公司。
圣丰种业自出道以来就定位为做世界一流的油料种子供应商,一路披荆斩棘,经历十五年的发展,由原来的山东省最后一名,到2013年底被评为中国种业信用骨干企业第12强,成为行业细分领域油料种子界的龙头。
雄厚的科研实力为其江湖地位的奠定功不可没,四大品牌产品“花小宝”花生种、“麦小良”小麦种、“圣丰”豆种、“抗威”棉种,深受消费者喜爱,也为其发展立下汗马功劳。
“两翼”初生机遇佳圣丰种业的“一体两翼”是以山东圣丰种业科技有限公司做世界一流的油料种子供应商战略为主体,以北京种筹天下科技有限公司开展打造全球植物种质资源交易平台及品种定制、山东红遍农业科技有限公司打造农产品定制服务商为两翼,整合国内外优秀育种家资源,开展符合市场(厂家)需求的定制化育种研发,在全球范围内整合育种资源、定制良种繁育、高于国标的生产加工,向厂家精准和定向提供所需类型的农产品原材料,直接给用户提供收入可预期的标准化订单种植。
以终端消费决定上游研发,以市场需求驱动生产种植,完全打通产业链上下游。
种业振兴行动方案为深入贯彻落实《种业振兴行动方案》,“解决好种子问题,落实藏粮于地、藏粮于技战略,立志打一场种业翻身仗”重要指示精神,充分发挥我省种业优势和区域特色,围绕加强种质资源保护与利用,提升种业自主创新能力,加快良种繁育与推广,做大做强种业企业等方面,加快推进我省现代种业发展,打造种业强省。
现制定如下行动方案。
一、行动目标到2025年,全省培育20个具有自主知识产权的高产、优质、高效、多抗的突破性品种;主要农作物品种实现一次更新换代,良种覆盖率稳定在98%以上;培育1家企业销售收入进入全球种业10强,1-2家企业销售收入进入全国种业10强。
二、重点任务(一)加强种质资源保护与利用1.加强种质资源普查收集和引进。
加强农作物、畜禽、水产和农业微生物种质资源调查收集工作。
开展珍稀、濒危、特有资源与地方特色品种资源状况评估,加快资源抢救性收集。
加强种质资源活力与遗传完整性监测,及时繁殖与更新复壮。
鼓励科研单位和种业企业加大优质资源引进。
到2025年,全省收集筛选保存各类农业种质资源由6万份增至7万份。
2.健全种质资源保护体系,加快国家中部地区畜禽遗传资源基因库等种质资源保护项目建设。
建设省农作物种质资源库和省级农作物、畜禽、农业微生物种质资源保护与利用中心。
积极争取建设国家级分中心。
推进种质资源保护单位确定和种质资源登记工作。
每年建设和完善10个左右省级农业种质资源保护场(区、库、圃)。
支持现有保护单位维护运营。
各市、县根据实际需要,建立地方特色作物种质资源保护场(区、库、圃),实现农业种质资源活体原位保护与异地集中保存相结合,做到应保尽保。
3.加强种质资源的鉴定评价与优异资源挖掘利用。
开展种质资源表型性状鉴定、遗传本底鉴定、基因型精准鉴定和功能基因深度发掘,对具有优异性状的种质资源进行多年多点的重要性状表型和基因型精准鉴定及综合评价,挖掘一批优异种质,创制一批目标性状突出、综合性状优秀的育种材料。
法律法规国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见国发〔2011〕8号各省、自治区、直辖市人民政府,国务院各部委、各直属机构:我国是农业生产大国和用种大国,农作物种业是国家战略性、基础性核心产业,是促进农业长期稳定发展、保障国家粮食安全的根本。
为提升我国农业科技创新水平,增强农作物种业竞争力,满足建设现代农业的需要,现就加快推进现代农作物种业发展提出如下意见:一、我国农作物种业发展的形势(一)农作物种业取得长足发展。
改革开放特别是进入新世纪以来,我国农作物品种选育水平显著提升,推广了超级杂交水稻、紧凑型玉米、优质小麦、转基因抗虫棉、双低油菜等突破性优良品种;良种供应能力显著提高,杂交玉米和杂交水稻全部实现商品化供种,主要农作物种子实行精选包装和标牌销售;种子企业实力明显增强,培育了一批“育繁推一体化”种子企业,市场集中度逐步提高;种子管理体制改革稳步推进,全面实行政企分开,市场监管得到加强。
良种的培育和应用,对提高农业综合生产能力、保障农产品有效供给和促进农民增收作出了重要贡献。
(二)农作物种业发展面临挑战。
随着全球化进程加快、生物技术发展和改革开放的不断深入,我国农作物种业发展面临新的挑战。
保障国家粮食安全和建设现代农业,对我国农作物种业发展提出了更高要求。
但目前我国农作物种业发展仍处于初级阶段,商业化的农作物种业科研体制机制尚未建立,科研与生产脱节,育种方法、技术和模式落后,创新能力不强;种子市场准入门槛低,企业数量多、规模小、研发能力弱,育种资源和人才不足,竞争力不强;供种保障政策不健全,良种繁育基础设施薄弱,抗灾能力较低;种子市场监管技术和手段落后,监管不到位,法律法规不能完全适应农作物种业发展新形势的需要,违法生产经营及不公平竞争现象较为普遍。
这些问题严重影响了我国农作物种业的健康发展,制约了农业可持续发展,必须切实加以解决。
二、总体要求(三)指导思想。
以科学发展观为指导,推进体制改革和机制创新,完善法律法规,整合农作物种业资源,加大政策扶持,增加农作物种业投入,强化市场监管,快速提升我国农作物种业科技创新能力、企业竞争能力、供种保障能力和市场监管能力,构建以产业为主导、企业为主体、基地为依托、产学研相结合、“育繁推一体化”的现代农作物种业体系,全面提升我国农作物种业发展水平。
中外⽣物育种存在三⼤差距!在《种⼦法》施⾏20年之际,2020年底召开的中央经济⼯作会议明确指出“要开展种源'卡脖⼦’技术攻关,⽴志打⼀场种业翻⾝仗”。
2021年,《种⼦法》再次迎来修订。
8⽉20⽇闭幕的⼗三届全国⼈⼤常委会第三⼗次会议审议了《种⼦法(修正草案)》。
这⼀天也正是《国家级⽟⽶、稻品种审定标准(2021 年修订)》公开征求意见的反馈截⽌时间。
从中央将种业上升为国家战略,到国家进⾏修法,再到⾏业修订审定标准,可以看出本轮种业改⾰的核⼼旨在加强种业知识产权保护。
由于中国种业产业化历程较短,进⼊市场化阶段才21年,确⽴种业企业成为育种创新主体地位也才10年时间,还⽆法跟已有70-80年产业化和市场化发展史的美欧种业相提并论。
26⽇,渤海⼤学管理学院教授靖飞接受第⼀财经记者采访表⽰,在⽣物育种领域,中国跟国际先进⽔平存在三⼤差距,体现在技术的成熟度、复杂度、协同度,不过根源还在于具有⾃主知识产权的基因专利。
他认为,中国必须投⼊更多精⼒、财⼒,去发现具有市场竞争⼒的商业性状基因,未来才能在关键环节取得突破。
中外⽣物育种存在三⼤主要差距根据ISAAA(国际农业⽣物技术应⽤服务组织)公布的全球⽟⽶和⼤⾖转基因转化事件相关数据,靖飞总结,当前中国在⽣物育种领域跟国际发达国家存在三⼤主要差距。
他说,在技术成熟度⽅⾯,全球转基因商业化开始于1996年,经过20多年发展,得到批准的转基因事件越发成熟,由多个单⼀转化事件组合成复杂转化事件已经成为常态。
⽐如,科迪华的TC1507单⼀转化事件,参与其他转化事件达到89次,能够有这么多参与事件,说明其成熟并且得到市场认可。
与之相⽐,中国⽬前批准的转化事件还没有经历市场化检验,市场表现到底如何还不得⽽知。
在技术复杂度⽅⾯,转基因事件包含的基因数量越多,意味着其商业性状表达会更好,也意味着实现的技术难度越⼤。
国际上⽟⽶转基因事件包含的基因数量平均达到4个以上,⼀半以上的转基因事件包含的基因数量在5个以上,现阶段多基因组合是常态。
[2] 天津市种子管理站.天津市农作物种业发展报告.2014
[3] 曾祥忠,娄方德,孙静,等.对贵州省种业发展的思考.现代农业科技,2014(4):347-348
[4] 汪洋.全面深化体制改革,加快现代种业发展.农作物科技与信息,2014(4):3-4
[5] 张照新,方华,孔祥智,等.加快科研要素向种子企业流动的政策研究.
中国种业,2014(4):1-6[6] 颜越.深化种业体制改革,提高创新能力.农业知识:瓜果菜,2014(4):30-31
[7] 孟小莽,高群革.石家庄种业存在的主要问题及发展思路与对策.中国
种业,2014(2):29-30,35
[8] 李万君,李艳军.我国种业科技发展的现状、问题与对策.广东农业科
学,2014(2):223-228
(收稿日期:2015-04-27)
种筹天下,打造农作物育种的3.0时代
李洪杰1,2
(1山东圣丰种业科技有限公司,嘉祥272400;2北京种筹天下科技有限公司)
摘要:综述了现阶段中国种业发展现状及面临的挑战,分析了育种技术的发展时期划分方法以及未来发展趋势,总结出要快速发展现代育种技术,守住中国种业安全的底线,采用众筹商业发展模式是当前历史时期下的最佳选择。
通过构建种筹天下网站—种业众筹平台,助推农作物育种进入互联网时代下的“云育种”阶段。
关键词:中国种业;育种技术;众筹模式;云育种
随着互联网时代的全面来临,包括育种信息化发展升级、育种大数据应用等等,都将中国的种业发展提升到一个前所未有的高度,同时也将其推到了众筹模式发展的路口。
1 中国种业选择众筹模式发展的原因
1.1 研发体制机制缺乏活力 中国种子研发至今依然以科研单位和高等院校为主体,长期以来开展育种研究的科研力量和育种材料主要集中在科研院所,育种科研创新投入主要来自于政府;而科研单位和高等院校的科技人员更多的是关注成果评定、论文发表、职称晋级等,研究成果停留在实验室阶段,与实际生产严重脱节。
据统计,2014年中国排名前10位的种子企业科研投入占公司年度销售额的2% 5%,以育种实力最强的山东登海种业为例,2013年的销售额是15亿元,用于研发的费用大约为6000万元左右,只占其销售额的4%,不到杜邦先锋公司研发费用的1%[1]。
较低的育种科研资金投入明显制约了中国育种人才队伍的培养和科研创新。
1.2 各自为战的低端竞争困局 2011年4月国务院颁布了《关于加快推进现代农作物种业发展的意见》(国发〔2011〕8号,下称《意见》),把中国种业定位为“基础性、战略性的核心产业”,明确指出要逐步建立以企业为主体的商业化育种新机制,鼓励发展“育繁推一体化”种子企业[2]。
至2014年底,中国种子企业数约为5200家,数量依然众多,每个公司的规模和财务能力依然薄弱。
其次,国内种业公司的研发把95%的财力和物力都用在传统育种上,分子育种等新技术限于财力、人力等因素而无力进行大规模实质性的应用,使得种子企业陷入各自为战的低端竞争困局。
1.3 育种材料多而散,利用效率低 至2014年底,按照中国国内种子企业数5200家、每家持有育种材料2000份保守估算,全国育种材料份数超过1000万份,这其中还不包括转基因育种的分子材料,但因为育种单位繁多而难以有效协作,使育种材料利用率不足1%。
加之市场信息滞后,造成小规模、低水平重复研究的育种模式,不但占有着宝贵的种质资源,还浪费着大量的人力和财力。
1.4 育种技术水平参差不齐 当前,中国绝大多数种子企业的育种技术还主要依靠杂交育种,真正掌握并运用分子育种的种子企业也不过几家而已,国际种业巨头在知识产权特别是转基因生物技术相关专利领域基本处于垄断地位。
据世界知识产权组织统计,至2012年,中国转基因技术专利申请量1829件,仅占总量的2%,且主要集中在孟山都、先正达、杜邦—先锋等大型跨国公司,约占中国申请总量的2/3[3-4],如何将有效而实用的育种技术为我所用,进而带动本土育种技术的提高,是摆在中国种子企业面前的实质性问题。
1.5 育种互联网时代已经来临
中国互联网中心。