12月22日，中國科學院在北京舉行A類先導專項“種子精準設計與創造”(以下簡稱種子專項)系列科研成果新聞發布會。記者從會上獲悉，六年來，該專項創制了37個“一增二減”先導型品種，累計推廣先導型作物新品種1448萬畝，取得了顯著的社會經濟效益。

　　創制37個“一增二減”先導型品種

　　我國農業可持續發展面臨雙重挑戰，化肥用量、農藥用量顯著高于世界平均水平。同時，氣候變化和自然災害影響糧食生產。

　　據種子專項首席科學家、中國科學院院士李家洋介紹，種子專項于2019年11月啟動，針對我國新時期糧食安全、生態安全及農業供給側改革的重大戰略需求，中國科學院聯合院內外30家優勢單位協同攻關，聚焦水稻、小麥等主要農作物和魚等動物，以實現“一增二減”為核心目標，即增產(增加產量、提高品質)、減投(減少化肥和農藥使用)、減損(減少自然災害損失)，最終實現精準創造增產10%～20%、減投15%～20%和減損15%～20%的動植物品種。

　　李家洋表示，六年來，種子專項挖掘了一批高產優質、氮高效利用、抗逆抗病等關鍵基因與調控網絡，實現了基因組精準編輯、四倍體野生稻快速從頭馴化等核心技術創新，創制了37個“一增二減”先導型品種，累計推廣先導型作物新品種1448萬畝，取得了顯著的社會經濟效益，獲得“中國十大科技進展新聞”等多項榮譽。

　　減少氮肥使用兩三成，水稻不減產

　　面對化肥過量、病蟲害頻發、資源約束趨緊等農業“痛點”，種子專項的科學家們以“精準設計”為路徑，找到了破局的關鍵“鑰匙”。發布會上，專項總體組成員展示了在新理論、新技術、新產品三個維度取得的多項“硬核”突破，它們讓種子能夠“更智慧”地應對現有挑戰。

　　中國科學院院士、植物研究所研究員種康介紹了兩項直擊農業生產痛點的理論突破。其一是讓水稻“減肥”不減產。種康介紹，專項研究團隊克隆了氮高效基因OsTCP19，使水稻在氮肥減少20%～30%的情況下產量保持穩定，為破解化肥過量使用難題提供了“基因鑰匙”，有助于實現水稻“綠色革命”。

　　其二是給小麥裝上“免疫盾牌”。白粉病是我國小麥生產面臨的主要病害之一，年均危害面積為1億畝，導致小麥平均年減產近15%。赤霉病在我國發生速度逐年加快，危害程度逐年加劇，已從長江中下游和江淮麥區逐步擴展到黃淮麥區，甚至蔓延至甘肅南部和青海東部等地區。小麥赤霉病常年發病1億畝。“1965年，我在福建的大田里工作，當時南方小麥的赤霉病尤為嚴重，滿目皆是，每次從田里出來，衣服都會被染黃。”中國科學院院士、福建省農業科學院研究員謝華安回憶。

　　種康表示，面對白粉病、赤霉病等農業“殺手”，專項研究團隊挖掘出我國地方品種特有的廣譜抗白粉病且兼具麥瘟病抗性的Pm24基因，還利用新型的赤霉病抗病模塊培育出抗赤霉病高產小麥“中科166”，讓農藥用量大幅下降，推廣面積已近150萬畝，筑牢了主糧安全“防護網”。

　　利用優質野生資源，上萬年馴化歷程有望縮短到數年

　　曾幾何時，育種靠的是經驗、運氣和一次次等待;傳統育種工作者通過一代代雜交選育，周期長達8—10年，且難有突破性進展。如今，在中國科學家手中，育種已蛻變為一門可預測、可編程、可定制的精密科學。

　　基因組編輯是實現種子精準設計的變革性技術，中國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員高彩霞介紹，利用自主研發的多重基因組編輯技術，她和團隊打破“抗病不高產”的育種魔咒，創制出既抗白粉病又高產的小麥新種質。2024年，這個新種質獲批我國首個口糧作物基因編輯生產應用安全證書。

　　如何有效利用優質野生資源是前沿科學問題。水稻、小麥、玉米歷經上萬年的馴化歷程，而目前全球僅有約250個物種被完全馴化，自然界中存在著大量優異野生植物尚未被人類利用。李家洋團隊的另一項技術開辟了全新的育種路徑。團隊首次提出并實踐了異源四倍體野生稻快速從頭馴化的新路徑。他們像“農業工程師”一樣，從零開始改造野生稻，攻克野生稻遺傳轉化、基因組注釋等重重難關，成功創制出新型四倍體水稻材料，將上萬年的馴化歷程縮短到數年。

　　“中科發”系列水稻成為“明星品種”

　　沒有小刺的鯽魚、提前2～3個月上市的新粳米……設計育種將讓百姓的餐桌更加豐富。

　　中國科學院院士、中國科學院水生生物研究所研究員桂建芳團隊培育出具有高產、抗病、節糧三大優勢性狀的異育銀鯽“中科6號”候選新品系。相較于底盤品種異育銀鯽“中科3號”，“中科6號”生長速度平均提升25%，養殖存活率平均提升66.5%，飼料效率平均提升20.1%。

　　同時，研究團隊還創制出異育銀鯽“無肌間刺”新品系。桂建芳介紹，這種新品系鯽魚沒有小刺，食用時非常方便。同時，這一新品系的魚不育后代，可以避免人們擔心的養殖逃逸帶來的遺傳混雜風險。“新品系未來通過評審后，馬上可以量產。”

　　有肌間刺鯽魚和無肌間刺鯽魚模型對比。

　　李家洋研究團隊通過“分子設計育種”理念，聚合了粒型、產量、抗病、抗倒伏、耐鹽堿等一系列優良基因，培育的“中科發”系列水稻已經成為“明星品種”。在東北稻區，“中科發5號”比當地主栽優質品種增產超20%，鹽堿地畝產突破600公斤;在南方稻區，“中科發早粳1號”實現我國雙季早粳稻品種“零的突破”，將優質新粳米上市期提前2～3個月，讓老百姓更早吃上當年的新米。

　　中國科學院可持續發展科技研究局局長薛強指出，未來這場搶占種業科技制高點的勝利標志，不僅在于我們是否擁有“備份”的種源，更在于我們是否構建起自主的、引領性的種業科學體系與創新生態，要培育更高產、更營養、更節水、更抗災的“智慧種子”，為全球糧食安全與農業可持續發展貢獻“中國方案”。