未来养活100亿人的农业育种技术：聚焦分子育种的创新与突破
未来养活100亿人的农业育种技术：聚焦分子育种的创新与突破
面对未来30年内全球人口预计将增长25%，达到100亿的巨大挑战，如何确保食物供应的充足性、营养性和可持续性，已成为全球面临的紧迫任务。传统的常规育种方法虽在一定程度上提高了作物的产量和品质，但面对未来需求的激增，其潜力已显不足。因此，我们必须聚焦于分子育种技术的创新与突破，以支撑起养活100亿人口的挑战。
澳大利亚昆士兰大学的植物遗传学家Lee Hickey在Nature Biotechnology杂志上发表的一篇综述文章指出，将最先进的技术与快速育种相结合，是应对未来食物供应挑战的关键。这些最先进的技术包括基因分型、分子标记辅助育种、高通量表型分析、基因编辑、全基因组选择以及从头驯化等，它们共同构成了分子育种的核心技术或重要工具，为满足未来食品需求提供了可能[1]。这些技术不仅可以提升育种效率和农业产值，还能突破种间限制，创造新品种。
2024年12月12日，《2024中国农业科学重大进展》报告在北京发布，总结了2023年中国农业科技领域的十大重要研究成果[2]。这十项成果涵盖了水稻、玉米、马铃薯、大白菜等多个物种，涉及作物遗传育种、植物分子生物学、农业资源环境、农业信息技术等多个领域。
2023年中国农业科技领域的十大重要研究成果
- 破解水稻籼粳亚种生殖隔离之谜
- 人工智能助力碱基编辑新工具挖掘
- 解析铁元素进入玉米籽粒的分子机制
- 揭示大白菜远缘杂交障碍的形成机制
- 发现栽培葡萄双驯化和性状起源
- 有害突变二维图谱指导杂交马铃薯育种
- 揭示鹿茸再生发育的细胞和分子机制
- 揭示植物气传性免疫的分子基础
- 全球农田氮素污染治理的成本收益和激励机制
- 解析多倍体鱼类亚基因组不对称进化的普遍规律
2024年12月19日，中国农业科学院科技管理局发布的《2024年度中国农业科学院科学技术成果奖拟授奖成果》[3]也展示了分子育种技术的广泛应用和显著成效。其中，耐除草剂转基因大豆的创制与应用、甘蓝高效分子育种技术创新及抗病新品种培育等成果，都是分子育种技术在农业生产中的成功应用。
现阶段，我国育种领域正处于蓬勃发展的阶段[4]，已建立了专业化、平台化、品牌化的检测和育种服务平台，科研单位取得了可比肩世界顶级水平的大量科研成果，拥有国际知名的育种专家和大型企业，唯独缺乏自主可控且成本效益高的上游的基因组检测工具。放眼全球，高密度固相基因芯片凭借其高通量、高准确度、可灵活升级等优势，仍是农业生物育种产业化的“金标准”技术。然而，长期以来，该技术被国外公司垄断，对中国市场采取“高价格、高门槛”策略，导致我国面临“用不起、不敢用”的困境，严重制约了我国农业科技的发展。
分子层面的研究不仅有助于提升育种效率和农业产值提升，还有助于突破种间限制，创造新品种。分子育种技术的持续创新和突破，将为全球粮食安全提供强有力的支撑，也为实现养活100亿人的宏伟目标奠定了坚实的基础。
以上内容部分源于：
[1] Breeding crops to feed 10 billion | Nature Biotechnology
[2] 2024中国农业科学十项重大进展发布_农业中国_中国网
[3] 共15项！2024年度中国农业科学院科学技术成果奖拟授奖成果公示
[4] 中国农业大学研究室 政策研究 孙其信：我国智能育种有望实现根本性突破