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從冷庫到田埂,四問山東種業「強芯」之路

2026-10-28 09:01

  種子是農業的「芯片」。山東是糧食大省,建設更高水平的「齊魯糧倉」,種子是底座。

  放眼全球,種業競爭加速進入新階段。記者蹲點種質資源庫、科研院所、育種基地和種業企業,沿一粒種子從保存到推廣的全鏈條追問:入庫保存的種子用上了多少?好材料變好品種怎樣提速?實驗室的好品種怎樣變成田里的大品種?一個好

資源之問:「休眠」的種子,能「喚醒」多少?

  國家抗旱耐鹽鹼作物種質資源中期庫(濟南)。厚重的鐵門緩緩打開,零下4℃的冷氣撲面而來,呼吸瞬間凝成白霧。那些耐低温乾燥的正常型種子,正在這里「休眠」。

  過去,科研人員要穿着羽絨服爬上高腳梯,把種子瓶一瓶瓶覈對、上架;如今,種子瓶有了二維碼「身份證」,機械臂利落抓取,傳送帶無聲輸送,搬運機器人穩穩地把瓶子送上6米高的貨架。

  科研人員在電腦中輸入編號,系統自動定位、自動取件,全程不過2分鍾。

  存取自動化,讓「找種子」這件事變得容易了。但工作人員王棟説,真正難的是,幾萬份資源擺在面前,怎麼知道哪一份是育種需要的?種子入庫時,能記錄名稱、來源、採集地點;但它耐不耐旱、抗不抗病、藏着什麼特殊基因,這些不會寫在種子表面。

  這座今年5月正式投用的新庫,新增庫容105萬份,可滿足山東未來30年種質資源保存與育種創新需求。

  2025年臘月二十八,街頭掛起了紅燈籠。山東省農業科學院農作物種質資源研究所的辦公室里,30多個人埋首在種子堆里,挑選、分揀、裝瓶。山東省農作物種質資源庫主任李潤芳看了一眼日曆——他們已經連軸轉了3個多月。

  他們整理的,是第三次全國農作物種質資源普查從山東各地徵集回來的「種子」。5120名調查人員,102萬公里行程,7513份資源,新穎性98.6%。

  國家抗旱耐鹽鹼作物種質資源中期庫(濟南)工作人員辛富剛記得那個電話。基層農技人員説,大山深處有位老人種着一種很少見的黑谷子。他放下電話,驅車近300公里進山,趕到時天已經黑了。第二天一早再登門,揹着相機和網兜走了近20公里山路,終於找到那片黑谷子——不到50株。「忙到天黑,回到駐地,整個人像被掏空了一樣。」

  在中國,以國家作物種質庫為核心的保存體系已長期保存農作物種質資源約62萬份,總量位居世界前列。

  然而,從「保存」到「鑑定」,中間隔着一道技術鴻溝。

  種質資源入庫時的信息,本質上只是「身份信息」——它叫什麼、從哪里來、誰採集的。

  而育種家需要的,是「功能信息」——它抗什麼病、抗什麼逆、攜帶哪些優異基因。

  從身份信息到功能信息,需要表型精準鑑定和基因型精準鑑定「兩條腿」走路。

  山東省農作物種質資源庫已完成4000份庫存資源的基因型鑑定和7000份庫存資源的表型鑑定,挖掘出高產、優質、抗逆、抗病等重要性狀基因122個。

  至2025年底,國家庫存資源基因型鑑定比例達到70%,核心資源表型鑑定比例提升到35%。

  但這也意味着,還有相當一部分資源雖然安全地躺在庫里,但育種家仍然「看不見」它們。看不見,就用不上。

  育種等不起臨時「翻庫房」。庫里保存着有用材料,沒有提前鑑定,育種人員就找不到。找到了,還要雜交、篩選、試驗,才能形成品種。

  2025年8月,全國農作物種質資源信息平臺上線試運行。平臺匯集了水稻、玉米、小麥、大豆、蔬菜等26種作物30余萬份種質資源的農藝性狀、特徵特性等基本信息。每份資源都標註了可共享利用狀態和申請獲取途徑。

  2025年11月,山東公佈首批農作物種質資源共享目錄,24份優異資源分別列明統一編號、種質類型、主要特徵特性、保存單位和聯繫方式。

  「過去育種家找材料,很多時候要靠熟人、靠打聽。」山東省農業科學院農作物種質資源研究所副所長李新國説,目錄和信息平臺的作用,就是把資源「有什麼、在哪里、怎麼申請」逐步説清楚。

  目前,山東省農作物種質資源庫累計向科研院所、高校、種業企業等提供種質資源實物3萬余份次,支撐200多個新品種選育。

  今天多留下一粒種子,未來農業就多一種選擇。庫容是底氣,鑑定是鑰匙。

育種之問:從好材料到好品種,怎樣提速?

  泉脈農業科技有限公司的實驗室里,電腦屏幕上顯示着一組數據:1萬份小麥突變材料,檢測出6000多萬個變異位點。

  山東農業大學教授、泉脈農業創始人付道林的團隊積累了大量小麥突變材料。團隊僅通過一個不育系,「一年內就創制了約6000個組合」。材料多,機會就會多。但難題也隨之而來:如果逐份保存、繁殖、種進田里比較,光管理就需要大量人力。

  付道林的辦法是,先給材料建立基因信息檔案,再將多種材料集中放到鹽鹼、乾旱等環境中篩選。表現突出的,憑基因信息追溯身份。過去逐份盯,現在集中篩。

  從海量材料中儘快找到優異性狀,再將其培育成新品種,正是現代育種需要解決的難題。

  放眼全球,育種正在從傳統經驗篩選向數據驅動轉變。一些跨國種業巨頭已將人工智能、基因組選擇等技術融入育種流程,利用數據模型預測育種表現、篩選雜交組合,減少反覆試驗。我國科研機構和種業企業也在加快探索,推動新技術從實驗室走向田間。

  在山東,像泉脈農業這樣的探索正在多個環節展開。

  首先是育種工具的自主創新。在濟南,山東舜豐生物科技有限公司朱健康團隊經過多年研究,2021年研發出具有自主知識產權的基因編輯工具「舜豐魔剪」,目前已建立覆蓋20余種作物的技術體系。2023年,企業研發的高油酸大豆獲得我國首個農業用基因編輯生物安全證書,其大豆油中油酸比例由普通大豆油的約20%提高至80%以上。

  這項技術還開始走向海外。2025年,舜豐生物與歐洲種業企業簽訂基因編輯工具授權協議。從使用國外技術到對外授權自主技術,中國企業在這一領域取得了新的進展。

  另一個變化是從依靠經驗篩選,轉向利用數據輔助判斷。山東省農科院圍繞小麥、玉米、水稻等作物,開發分子標記檢測技術,幫助科研人員更快識別和篩選育種材料;研發的大白菜育種芯片,也為品種選育提供了新工具。北京市農林科學院趙春江團隊研發的「金種子」智能育種平臺,則嘗試利用人工智能預測雜交組合,相關技術已在部分種業企業應用。

  這些探索,都指向同一個目標:提高育種效率。

  但單項技術突破,並不意味着整個育種行業都能同步提速。從發現優異性狀、挖掘關鍵基因,到培育出能夠推廣的新品種,往往需要多年甚至十余年。與此同時,山東種業企業數量多,但不少企業規模較小,難以獨立承擔長期研發投入,也缺乏建設完整技術平臺的能力。

  如何讓科研機構積累的數據、技術和工具,為更多企業所用?如何使育種創新不再侷限於少數實驗室?

  從找到好材料到育成好品種,真正需要縮短的,不僅是一次試驗的時間,更是科研成果走向田間、走向市場的距離。

轉化之問:實驗室的好品種,怎樣變成田里的「大品種」?

  2023年,濱州中裕食品有限公司自主培育的耐鹽鹼小麥「裕田麥126」通過國審。有了「身份證」,推廣卻碰了壁。免費送種子給農民,有人不信,轉手磨成了麪粉。

  中裕換了辦法。與農户籤協議,先試種,「虧了算我們的」。濱州市濱城區農民肖軍最初拿出2畝地。看到長勢和產量后,周邊農户開始主動要種子。如今,肖軍的面積擴大到300畝。

  科研人員看的是試驗數據,農民押上的是土地、農資和一季收成。中裕先接下試種的損失,纔給新品種換來了下田機會。

  這道關口,能不能在育種時就打通?

  山東省農科院作物研究所與魯研公司合作培育魯研951時,企業在選育階段就參與試種,蒐集農户反饋,對潛力材料提前擴繁,同步摸索栽培方案。審定后迅速放量:2023年約3萬畝,2024年超150萬畝。

  省農科院有關負責人説,與「審定—授權—再推廣」傳統路徑比,育種與推廣同步,品種可提前兩三年大面積應用。

  從全球看,推廣效率正成為種業競爭力的關鍵變量。

  跨國種企的品種從審定到大規模推廣,依託的是全球制種基地佈局和數字化農藝服務體系。拜耳用數字農業平臺捆綁品種與農藝方案,科迪華靠種子與植保組合提升農户黏性。

  魯研951的模式跑出了速度,但要把速度變成體系能力,還需在制種基地標準化、農藝服務數字化、訂單收購常態化上補齊。

  更大的挑戰在於,品種審定只是「出生證」,不是「通行證」。

  一個品種通過審定,意味着它在多年多點區域試驗中達到了產量、抗性等指標的門檻。

  但農民種不種,取決於完全不同的賬本:種子價格、農資投入、管理難度、收購價格、遇災風險。

  審定看的是「品種表現」,農民算的是「一畝地能不能多掙200塊錢」。兩者之間的落差,就是推廣的「死亡谷」。

  山東2025年實施重大品種研發推廣應用一體化試點,「先推后補」。

  山東省農業農村廳種業管理處處長李月圓説,山東對單產高、品質好、抗性優、潛力大的品種實行補助,向前鼓勵科企合作,向后推動品種更新換代。

  山東糧食播種面積穩定,主要農作物良種覆蓋率超過98%。新品種要站住腳,就要拿出讓農民換種的理由:產量能不能提高,品質能不能賣出好價錢,遇災能不能少損失。

  田埂,纔是第二考場。

  轉化之問,問的是科研、企業、農民之間能否形成風險共擔、利益共享的鏈條——鏈條有多緊,種業的底盤就有多穩。

創新之問:下一個好品種,從哪里來?

  種業公司的研發賬目,是一個觀察窗口。

  2025年,山東某頭部種業公司研發支出達數千萬元。

  這不是一筆小投入。但把賬本放進全球座標系,差距隨之顯現。

  同一年,拜耳作物科學事業部研發費用達20.13億歐元,科迪華全年研發費用約14.74億美元。

  這些數據的業務範圍並不完全相同,體現出不同的研發組織方式。

  拜耳構建了種子與性狀、植保、數字農業相互銜接的業務體系;科迪華圍繞種子和植保開展協同創新;先正達也在種子、植保與數字農業領域持續佈局。

  通過積累遺傳數據、開發核心性狀、建立育種平臺,再到配套農藝服務和市場推廣,研發成果能夠在不同品種、不同作物之間不斷複用。

  競爭也正在由單個品種的突破,向整個創新體系的效率延伸。

  2024年,山東種業企業共有1089家;截至2025年9月,擁有國家農作物種業陣型企業8家、育繁推一體化企業18家。濟麥22、濟麥44、登海605等品種在全國佔據重要市場份額。

  但企業多、品種多,不等於體系競爭力強。山東企業的創新主體地位在增強,部分作物育種能力達到國內領先水平,但育種規模化、組織化程度仍然偏低,商業化育種體系尚不健全。種質資源和育種技術在科研機構,專業人才在高校,優勢品種和市場渠道在企業——優勢分散在各環節,如何把它們銜接起來?

  其中一道關鍵關口,是共享與保護。

  2022年,中國作為《生物多樣性公約》第十五次締約方大會主席國,推動達成「昆明—蒙特利爾全球生物多樣性框架」,將遺傳資源及其數字序列信息的公平惠益分享納入全球生物多樣性治理目標。

  在國內,2024年發佈的《中國生物多樣性保護戰略與行動計劃(2023—2030年)》提出,強化種質資源共享體系建設,推進生物資源安全共享、有序開發,建立生物遺傳資源獲取與惠益分享管理制度。

  種質資源的價值,在於不斷被研究、被利用,產生新的優良品種。但育種創新需要長期投入。如果成果無法得到有效保護,企業持續研發的動力就會受到影響;資源獲取渠道不暢、技術合作成本過高,也會增加后續育種創新的難度。

  2025年,新修訂的《中華人民共和國植物新品種保護條例》施行,擴大植物新品種權保護範圍,進一步完善創新成果保護制度。

  今年,農業農村部公佈新修訂的《中華人民共和國植物新品種保護條例實施細則(農業部分)》,將於11月1日起施行,進一步細化實質性派生品種制度和育種科研豁免等規定。

  保護原始育種創新的同時,也要為后續育種研究保留依法利用已有品種的空間。

  在山東,跨主體合作的制度探索也在推進。

  2025年,山東出臺科研基礎設施和科研儀器開放共享管理辦法,推動符合條件的科研設備面向社會開放,降低企業利用科研設施的門檻。

  2026年,山東組織實施重點研發計劃「成果找市場」項目,鼓勵高校、科研院所與企業聯合推動科技成果轉化,在項目合作中明確成果轉化方式和收益分配機制。

  但儀器開放不等於資源共享,項目合作也不等於形成了穩定的創新體系。一家企業可能擁有優勢品種,卻缺少底層技術平臺;一個科研團隊可能掌握關鍵基因,卻未必具備市場推廣能力;一項技術取得突破,也不意味着它能夠迅速被更多種企應用。只有把這些分散的優勢組織起來,才能讓創新成果在不同主體之間持續流動。

  下一輪種業競爭,比拼的不僅是誰先培育出一個好品種,更是誰能建立起持續培育好品種的能力。(楊成 王瑛琪 張錫坤)

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