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用生物育种技术保障中国人舌尖上的安全
——访国家“千人计划”专家周发松
时间：2014-04-20 来源：千人杂志
提要：全球首张水稻全基因组育种芯片研制成功，实现了作物品种培育过程中一个关键
性技术成果的重大突破，为我国开展商业化育种提供了重要技术支撑和保障。
用生物育种技术保障中国人舌尖上的安全
文/王广黎
上世纪袁隆平院士的杂交水稻横空出世，被科学界看作是中国粮食安全稳产增产的定心
丸。然而，时代变迁新的问题层出不穷，尽管我国享有地大物博的美誉，但近年来，我
国在粮食生产自给上却隐忧不断。产不足需、进口常态化、丰年不充裕、灾年无足备等
多重尴尬撩拨着国人的粮食安全的神经，在新技术的冲击下，如何从源头上解决粮食安
全，对科学家提出更高要求。国家“千人计划”专家、中国种子集团有限公司生命科学
技术中心（以下简称“科技中心”）基因组育种部总监周发松博士对此提出了新的见解
。周发松和他的团队利用近年来植物功能基因组的最新研究成果，致力于生物育种创新
研究，成功研发出全球首张水稻全基因组育种芯片，有望在2015年提供给全国的水稻育
种专家开展新品种创新，大幅度提高作物的投入产出效率，为中国人舌尖上的问题提供
技术上的解决方案。
《千人》：作为人类生存发展面临的首要问题，您如何看待粮食安全的重要性？
周发松：应当看到，粮食安全是个全球性问题。全球人口总数在最近150年间从不到10
亿攀升到70多亿，增长了6倍多。然而，地球只有1个，粮食生产所需的土壤、阳光、水
分等自然资源不会随之增加，反而因为人类无节制的开发和利用造成了难以修复的环境
破坏，同时也极大地减少了人类食物资源的供给渠道。从这一点看，粮食安全不止在当
下，而且在今后很长一段时间需要引起高度重视。
再从我们国家来看，虽然粮食生产实现了“十连增”的突破，但数据背后也有隐忧
。目前，原来以大豆为主的东北种植区改种玉米、水稻等高产作物，这相当于大面积扩
大了高产作物的种植面积；与此同时，将低产的大豆种植扩展到了国外，使其成为我国
进口的大综农产品。每年我国要从国外进口6千多万吨大豆，相当于3亿亩土地的年产量
，如果我国必须自己生产这些大豆，那么水稻、玉米的种植面积就会相应减少，粮食的
自给就会面临巨大的压力。
《千人》：与西方发达国家相比，我国粮食安全问题的表现有哪些？
周发松：一方面是土地轮休制度上的差距。我在欧美国家学习时发现，很多国家只将耕
地的2/3甚至1/2用于粮食生产，其他耕地处于休闲状态。这其实是一种非常有效和富有
缓冲余地的粮食储备手段，不将粮食生产的潜力用到极限。然而，我国在地少人多的国
情之下，人均耕地面积有限，现有耕地不仅得不到休闲，还经常会出现一年种植多季作
物的过度开发状态。从长远来看，这会极大影响我国粮食生产的可持续性以及储备缓冲
能力。
另一方面，国民粮食保护意识方面也有差距。西方国家有大量的土地资源，但是不
会全部用于生产过量的粮食，使国民感受到一定程度的粮食欠缺，同时将历史上因缺粮
导致饥荒的案例用于宣传教育，在国民中形成珍惜粮食的舆论支持。我国近年来步入小
康社会后，大多数人“既能吃得饱，又能吃得起”，粮食保护意识相对淡薄，这跟国家
粮食方面的宏观调控政策存在着一定程度的关系，因为我国粮食价格主要考虑政治经济
稳定因素，忽视了粮食生产的生态规律，现有粮食价格被压得很低，国民普遍没有价格
上的约束感。
《千人》：从宏观角度出发，如何维护我国的粮食安全？
周发松：我国粮食安全问题受到各级政府的高度重视，但是一直被国民忽视，以下三方
面有待加强。首先，要保护好粮食生产所必须的自然资源，包括土地资源、水资源等等
；其次，要提高现有土地资源的利用效率，以及抵御自然灾害的能力；最后，要从国家
需求和战略储备层面上综合考量粮食进出口的种类和比例。习近平总书记说过：“中国
人的饭碗要端在自己手里”。在具体落实时，关键要保障灾年时有足够粮食装满饭碗。
《千人》：就您从事的领域出发，如何为保障中国人的粮食安全做努力？
周发松：我从事的是生物育种领域。生物育种就是借助分子生物学技术，充分挖掘和利
用生物基因资源，培育高产优质、环境友好作物新品种的现代育种方法。它是包括细胞
和组织培养、单倍体育种、分子标记辅助选择、基因组育种以及转基因育种等多种现代
生物育种技术的一个总称。
过去培育作物新品种主要通过传统育种方法。在众多科学家的共同努力下，我们解
决了温饱问题，但同时也对土地、水资源和环境造成了巨大的破坏，要同步实现粮食安
全、食品安全和环境安全，就必须依赖生物技术加速突破性品种的研发。
《千人》：与常规育种方式相比，生物育种优越性如何体现？
周发松：相对于常规育种，生物育种主要有以下两方面的优势：一是导入传统育种方法
完全无法获得的性状，比如Bt抗虫、Roundup-ready抗除草剂等；另一种是实现抗病、
抗逆境（干旱、寒冷、高温胁迫等）基因的精准导入，培育环境友好的绿色新品种。常
规育种利用有性杂交技术将整个基因组的基因组合在一起，这其中有好的基因，也有不
良的基因，这就使杂交育种具有很大的随机性，而生物育种可以控制目标基因的导入和
聚合，使新品种培育更精准。
生物育种还可以提高育种效率和性状改良的针对性。常规育种方法培育一个品种，
大概需要8-10年，而应用生物育种技术可以使育种时间缩短一半。此外，借助生物技术
的方法，可以将田间试验95%的工作量转移进实验室，试验田规模只需常规育种的30%左
右，从而提高田间试验的质量和管理水平，使试验数据更可靠。常规育种中一个杂交组
合的F2代群体一般需要种植5000株，应用分子标记手段，种植250株就能达到同样的实
验效果。
《千人》：目前，生物育种技术上有什么突破性成果？运用情况如何？
周发松：2012年4月科技中心成功研制出了全球首张水稻全基因组育种芯片，这也是中
国自主知识产权的首张育种超级芯片。水稻全基因组育种芯片是种业竞争的核心技术，
也是商业化育种竞争的焦点，它的研制成功实现了作物品种培育过程中一个关键性技术
成果的重大突破，为我国开展商业化育种提供了重要技术支撑和保障。
水稻全基因组育种芯片是具有检测生物个体功能基因的有效工具，它能够帮助育种
家整合多种育种资源，有目的地聚合多个功能基因。比如育种家要研究水稻某种抗病性
，过去的做法是培养植株，然后让它接种特定病菌，但这种方法需要严格的试验条件，
一次只能测试一项病菌，而现在借助芯片就能够在实验室电脑上一次测试多种抗病基因
；过去育种家培育新品种主要靠经验，要等植株生长很长时间才能测试，而现在通过芯
片在实验室就能考察各种基因特性，将抗虫、抗病、高产、优质等基因聚合在一起，“
量身定做”出适应市场需要的最优品种。
利用该芯片，还可以对种质资源和品种进行基因指纹分析，进而构建基因指纹数据
库，使育种家能够共享育种质材料和基因资源的同时，也能够实现育种中间成果的商业
化交易，从而有效地交流、整合育种资源，提高育种效率。
目前，这项技术已跟全国水稻育种专家开展了合作，在湖南、四川、广东、福建、
黑龙江等地区进行试验，预计在2015年将有利用新技术培育的环境友好型新品种进行生
产示范种植。此外，国际水稻所的专家对这项技术表现出极大兴趣，希望在亚洲水稻种
植区的印度、泰国等国家合作推广。
《千人》：整体来看我国生物育种发展格局如何？该技术投入应用后将为我国农业发展
带来哪些影响？
周发松：我国生物育种目前还处于起步阶段，虽然在基础研究方面与国际先进水平差距
不大，但应用方面却落后西方国家很多年。因此，政府主导和种业企业兴办的生物育种
研发平台正在建立，更注重于技术集成和产品创新，建立起充分且公平的市场竞争机制。
生物育种将从以下三方面影响我国农业发展：一是改变种业经营模式。我国目前还处于
种业公司整合的初期，需要多个企业乃至整个国家分工合作搭建大规模生物育种平台；
同时，生物育种的发展会加速种业的整合。二是改变作物育种手段和组织形式。现代生
物育种是以生物信息为依据，以高通量分子标记技术为手段的科学创造，它需要进行专
业化的分工和合作。生物育种技术的发展和应用将改变我国课题组式的育种模式,进而
推动商业化育种的兴起。三是大幅度提高农业生产效率，实现粮食安全，食品安全和生
态环境安全的有机统一。通过生物技术筛选、鉴定和聚合抗病、抗虫、抗旱、耐受极端
气温和高盐碱土壤的优良基因，培育高产且环境友好的绿色作物新品种，从而减少农药
和化肥的使用量，节约用水，实现可持续性的高产和稳产。
《千人》：致力于作物育种研究，您和团队目前还有哪方面探索？您对于中国粮食安全
有怎样期待？
周发松：从去年开始，我和团队着手建立中国水稻品种基因组数据库。它的工作原理相
当于给每个水稻品种做一张身份证，标示好各种指标参数，可以通过计算机进行查询，
实现种子管理和作物育种由原有的描述性阶段过渡到数字化研发阶段，真正改变作物品
种研发和管理方式。目前，这个项目已同时入选863科技计划项目和中化集团重点项目
。未来目标是“3年内建成，5年内投入使用”。
粮食安全必须以土地、水和植物资源的合理开发和高效利用为根基，我希望依托生
物技术，实现中国粮食的高水平可持续性生产。粮食安全不是一年、两年的事，必须长
期重视，做好远景规划。
周发松，国家“千人计划”专家、中国种子集团有限公司生命科学技术中心基因组育种
部总监 |
s**l
发帖数: 11983 | 2 “” 目前，原来以大豆为主的东北种植区改种玉米、水稻等高产作物，这相当于大面
积扩大了高产作物的种植面积；与此同时，将低产的大豆种植扩展到了国外，使其成为
我国进口的大综农产品。每年我国要从国外进口6千多万吨大豆，相当于3亿亩土地的年
产量，如果我国必须自己生产这些大豆，那么水稻、玉米的种植面积就会相应减少，粮
食的自给就会面临巨大的压力。“”
悲哀啊，小时候，故乡有那么多大豆，后来种的越来越少，原来是国家政策调整，为了
增加玉米、水稻等高产作物的产量。
美国的大豆基本都是转基因。 |
s**l
发帖数: 11983 | 3 文章只是提到转基因的好处，坏处一点都不提，比较片面。 |
s**l
发帖数: 11983 | 4 “”这跟国家粮食方面的宏观调控政策存在着一定程度的关系，因为我国粮食价格主要
考虑政治经济稳定因素，忽视了粮食生产的生态规律，现有粮食价格被压得很低，国民
普遍没有价格上的约束感。“”
估计不敢放开。 |
l*********u
发帖数: 19053 | 5 中国的种子，不知道为什么搞不过美国。大豆，玉米，大麦等大宗农产品，全世界都要
跟美国买。
【在 s**l 的大作中提到】
: “” 目前，原来以大豆为主的东北种植区改种玉米、水稻等高产作物，这相当于大面
: 积扩大了高产作物的种植面积；与此同时，将低产的大豆种植扩展到了国外，使其成为
: 我国进口的大综农产品。每年我国要从国外进口6千多万吨大豆，相当于3亿亩土地的年
: 产量，如果我国必须自己生产这些大豆，那么水稻、玉米的种植面积就会相应减少，粮
: 食的自给就会面临巨大的压力。“”
: 悲哀啊，小时候，故乡有那么多大豆，后来种的越来越少，原来是国家政策调整，为了
: 增加玉米、水稻等高产作物的产量。
: 美国的大豆基本都是转基因。
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s*********0
发帖数: 2045 | 6 那个地方提到转基因了？
【在 s**l 的大作中提到】
: 文章只是提到转基因的好处，坏处一点都不提，比较片面。
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s**l
发帖数: 11983 | 7 “《千人》：就您从事的领域出发，如何为保障中国人的粮食安全做努力？
周发松：我从事的是生物育种领域。生物育种就是借助分子生物学技术，充分挖掘和利
用生物基因资源，培育高产优质、环境友好作物新品种的现代育种方法。它是包括细胞
和组织培养、单倍体育种、分子标记辅助选择、基因组育种以及转基因育种等多种现代
生物育种技术的一个总称。”
转基因是他的“生物育种”技术的一部分。
【在 s*********0 的大作中提到】
: 那个地方提到转基因了？
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x******h
发帖数: 13678 | 8 www.1000plan.org
www.j1000plan.org这两个是啥关系啊 |
s**l
发帖数: 11983 | 9
这个不存在吧
【在 x******h 的大作中提到】
: www.1000plan.org
: www.j1000plan.org这两个是啥关系啊
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G**5
发帖数: 394 | 10 不懂。
【在 s**l 的大作中提到】
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: 这个不存在吧
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