科技日报记者 陆成宽
种子是农业的“芯片”，是国家粮食安全的命脉。12月22日，中国科学院在北京举行A类先导专项“种子精准设计与创造”（以下简称种子专项）系列科研成果发布会，介绍专项通过创建精准设计育种新范式，在打造种业振兴的“中国芯”方面取得的系列突破。
“经过六年攻关，专项取得了覆盖理论、技术、产品的全链条体系化突破，提出了新理论，开发了新技术，推出了新产品。”种子专项首席科学家、中国科学院院士李家洋说。
找到“基因钥匙”，破解生产难题
面对化肥过量施用、病虫害威胁加剧、资源约束趋紧等难题，种子专项的科学家们不再仅仅依靠传统经验，而是拿起“精准设计”这一全新工具，为种子注入“智慧”，直面生产痛点。
发布会介绍的理论突破，令人耳目一新。如何让水稻“减肥”不减产？中国科学院院士、中国科学院植物研究所研究员种康介绍，种子专项研究团队成功克隆氮高效基因OsTCP19，让水稻在氮肥减少20%—30%的情况下，产量依然坚挺，为一场新的“绿色革命”提供了可能。
病虫害是农业生产的重大威胁。面对白粉病、赤霉病等农业“杀手”，专项研究团队不仅从我国地方品种中找到了既能广谱抗白粉病又能抗麦瘟病的“宝藏基因”Pm24，还利用新型的赤霉病抗病模块成功培育出抗赤霉病的高产小麦新品种“中科166”。
如果说基因是生命的代码，那么中国科学家不仅需要找到打开代码的“钥匙”，还要成为优秀的“程序员”。
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员高彩霞团队自主研发的多重基因组编辑技术，像一把精准的“分子剪刀”，能够同时对多个基因进行编辑。他们利用这项技术，成功创制出既抗白粉病又高产的小麦新种质，一举打破了“抗病不高产”的育种魔咒。2024年，该成果获得了我国首个口粮作物基因编辑生产应用安全证书。这不仅仅是一张“通行证”，更是中国在基因编辑育种应用领域的一个重要里程碑。
李家洋团队的另一项技术开辟了全新的育种路径。他们提出并实践了异源四倍体野生稻快速从头驯化的新路径。他们像“农业工程师”一样，从零开始改造野生稻，攻克野生稻遗传转化、基因组注释等重重难关，成功创制出新型四倍体水稻材料，被国际同行评价为“开启人类农业新文明”，为保障未来粮食安全储备了战略性技术。
从田间到餐桌，赋能全产业链
精准设计育种的威力，正在从实验室快速走向广袤的田野和百姓的餐桌，在作物和水产等多个领域结出硕果。
大豆，是我国进口依赖度最高的粮油作物。专项研究团队绘制了全球领先的大豆图形结构泛基因组图谱，并开发了功能强大的大数据平台SoyOmics。利用这些工具，科学家能够像“拼乐高”一样，精准聚合高产、高油、高蛋白等优良性状。专项成功培育出“科豆”“东生”系列等10个高产高营养大豆新品种。
与此同时，一场“水产”育种革命也在悄然发生。中国科学院院士、中国水生生物研究所研究员桂建芳团队首次提出了“双三倍体”的创新概念，建立了全新的水产设计育种技术体系。
他们培育的异育银鲫“中科6号”候选新品系，展现出高产、抗病、节约饲料的三大优势，生长速度、存活率和饲料效率相比前代品种大幅提升。更令人称奇的是，团队还将基因编辑技术与独特的生殖方式结合，成功创制出“无肌间刺”且不育的鲫鱼新品系。这意味着，未来人们吃鲫鱼可能不再被细小的鱼刺困扰。
李家洋带领团队研发的“中科发”系列水稻新品种，更是贯通了从理论到产业的全链条。他们将高产、优质、抗病、抗倒伏、耐盐碱等优良基因精准聚合在一起，培育出的“中科发5号”在东北稻区比主栽品种增产超20%，在盐碱地上亩产突破600公斤，还荣获全国优质稻食味金奖，2024年已跻身全国常规水稻推广面积前五。而在南方，“中科发早粳1号”实现了我国双季早粳稻品种“零的突破”，将优质新粳米上市时间提前了2—3个月，让百姓能更早尝到当年的新鲜好米。
“种子专项让我国在精准设计育种领域建立起自主可控的完整技术体系，并进入从‘跟跑’‘并跑’到部分‘领跑’的新阶段。”李家洋说，该专项的成功实施，是面向国家重大需求、发挥新型举国体制优势、抢占农业科技制高点的成功实践，为我国从种业大国迈向种业强国奠定了坚实的科技基础。
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