在當(dāng)今全球人口持續(xù)增長(zhǎng)、氣候變化挑戰(zhàn)加劇的背景下,確保糧食安全與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展已成為世界性的重大課題。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式正面臨資源約束、環(huán)境壓力與效率瓶頸,而生物科技,尤其是以分子育種、基因編輯、微生物組學(xué)等為代表的尖端技術(shù),正以前所未有的深度與廣度,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)注入全新的核心驅(qū)動(dòng)力——農(nóng)業(yè)“芯”。這不僅是技術(shù)層面的革新,更是發(fā)展理念與產(chǎn)業(yè)形態(tài)的深刻變革。
農(nóng)業(yè)“芯”,其核心在于利用生物科技手段,精準(zhǔn)解析并改良農(nóng)作物與畜禽的內(nèi)在遺傳密碼與生命過(guò)程,從而培育出具備高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆(如抗旱、抗鹽堿、抗病蟲害)、資源高效利用(如節(jié)水、節(jié)肥)等優(yōu)良性狀的新品種與新體系。它如同信息產(chǎn)業(yè)的芯片,是決定農(nóng)業(yè)系統(tǒng)性能、效率與韌性的底層關(guān)鍵技術(shù)。
潛心科研,是培育強(qiáng)大農(nóng)業(yè)“芯”的基石與必由之路。這要求科研工作者:
第一,聚焦前沿基礎(chǔ)研究。深入探索作物基因組學(xué)、表觀遺傳學(xué)、代謝組學(xué)等基礎(chǔ)領(lǐng)域,揭示重要性狀形成的分子機(jī)制,為精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種提供理論依據(jù)與靶點(diǎn)。例如,解析水稻、小麥等主糧作物高產(chǎn)與抗病協(xié)同調(diào)控的網(wǎng)絡(luò),是培育“綠色超級(jí)品種”的前提。
第二,突破關(guān)鍵核心技術(shù)。大力發(fā)展并完善基因編輯(如CRISPR/Cas系統(tǒng))、全基因組選擇、合成生物學(xué)、智能設(shè)計(jì)育種等工具平臺(tái)。這些技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)基因功能的精準(zhǔn)調(diào)控與優(yōu)良基因的快速聚合,大幅縮短育種周期,提高育種效率與可預(yù)測(cè)性,使“定制化”育種成為可能。
第三,推動(dòng)多學(xué)科交叉融合。農(nóng)業(yè)生物科技的開發(fā)絕非生物學(xué)家的“獨(dú)角戲”,需要與信息科學(xué)(人工智能、大數(shù)據(jù)分析)、工程學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等深度融合。例如,利用AI模型預(yù)測(cè)基因型與表型關(guān)系,通過(guò)傳感器與自動(dòng)化設(shè)備實(shí)現(xiàn)高通量表型鑒定,都是提升育種智能化水平的關(guān)鍵。
第四,強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新。建立以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研深度融合的技術(shù)創(chuàng)新體系,加速實(shí)驗(yàn)室成果向田間地頭的轉(zhuǎn)化。鼓勵(lì)生物科技企業(yè)與種業(yè)公司、大型農(nóng)場(chǎng)合作,開展品種測(cè)試、示范推廣與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,讓科研成果真正惠及廣大農(nóng)民與消費(fèi)者。
生物科技技術(shù)開發(fā)在培育農(nóng)業(yè)“芯”的具體應(yīng)用領(lǐng)域廣泛而深刻:
- 分子設(shè)計(jì)育種:不再依賴傳統(tǒng)的“經(jīng)驗(yàn)選育”與漫長(zhǎng)雜交,而是基于目標(biāo)性狀的分子標(biāo)記或基因序列信息,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與組合,培育出理想的新品種。
- 基因編輯育種:通過(guò)對(duì)特定基因進(jìn)行“微調(diào)”(敲除、敲入或修飾),快速獲得抗病、耐儲(chǔ)、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化等新性狀,且不引入外源基因,在監(jiān)管與公眾接受度上具有一定優(yōu)勢(shì)。
- 微生物組技術(shù):開發(fā)利用有益微生物(如根際促生菌、生物固氮菌、生防菌劑),構(gòu)建健康的土壤與作物微生物生態(tài)系統(tǒng),減少化肥農(nóng)藥依賴,提升作物抗性與品質(zhì)。
- 生物制劑與生物農(nóng)藥:開發(fā)基于蛋白質(zhì)、RNA干擾等原理的新型綠色防控產(chǎn)品,針對(duì)性強(qiáng)、環(huán)境友好,是保障農(nóng)產(chǎn)品安全與生態(tài)平衡的重要手段。
培育強(qiáng)大的農(nóng)業(yè)“芯”也面臨挑戰(zhàn),包括技術(shù)本身的復(fù)雜性、高昂的研發(fā)成本、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、嚴(yán)格的生物安全監(jiān)管以及公眾認(rèn)知與接受度等。這需要政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)與公眾共同努力,完善相關(guān)法規(guī)政策,加強(qiáng)科學(xué)傳播與風(fēng)險(xiǎn)溝通,確保技術(shù)發(fā)展的負(fù)責(zé)任與可持續(xù)性。
潛心于生物科技研發(fā),培育自主可控、高效安全的農(nóng)業(yè)“芯”,是搶占全球農(nóng)業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)、保障國(guó)家糧食安全與戰(zhàn)略主動(dòng)權(quán)的關(guān)鍵。它將推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向精準(zhǔn)化、智能化、生態(tài)化方向邁進(jìn),為端牢中國(guó)飯碗、建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)、應(yīng)對(duì)全球挑戰(zhàn)提供堅(jiān)實(shí)的科技支撐與無(wú)限的創(chuàng)新可能。這是一條需要長(zhǎng)期投入、靜心耕耘的道路,但其孕育的豐收,必將惠及千秋萬(wàn)代。