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[中国科学报]协同创新驱动农业基因组学发展

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  “作为生物技术领域最基础的学科,农业基因组学研究不仅需要国内外科学家同行的协同创新,更需要与生物技术产业发展需求无缝衔接,才能发挥出农业基因组学的最大潜能。基于这种认识,在国家农业科技创新联盟的框架下,建立农业基因组学的协同创新联盟就显得十分迫切。”中国农科院科技局局长梅旭荣表示。

  7月24日,国家农业基因组科技创新联盟成立大会在深圳举行,中国农科院深圳农业基因组研究所所长黄三文当选为联盟理事长。

  黄三文在接受《中国科学报》记者采访时表示,联盟的宗旨是通过重大科研任务引领、优势科研资源集聚、科学运行机制保障等手段,集聚全国农业基因组领域科研优势资源和力量,构建统一高效的农业基因组学科技协同创新机制,促进原始创新、协同创新、管理创新和成果转化创新,实现创新驱动农业基因组学发展的战略目标。

  前沿科学 恰逢其时

  基因组学是近年来生命科学领域发展最为前沿的学科之一。在麦肯锡全球研究所2013年5月发布的报告中,新一代基因组学成为驱动未来经济的12种颠覆性技术之一。基因组学在农业科学技术进步中发挥着重要的引领作用。1996年到2012年间,基因组学技术产生的成果影响了全球25亿农民、产值达11000亿美元的主要粮食作物。

  “农业的基本属性之一是其生物性,而生物的基本属性又由其基因组决定。”黄三文介绍,全球已经进入基因组时代,科学家完成的全基因组测序包括807种动物和261种植物。

  我国是世界上较早启动农业基因组学研究的国家,且我国农业基因组学研究从参与到引领,研究水平已居世界前列,为农业跨越式发展提供了战略机遇。

  黄三文举例说,由我国科学家主导或通过国际间合作,已完成水稻、西红柿、马铃薯等世界上70%以上的重要农作物基因组测序。其中,七大农作物中,我国主导完成了水稻、小麦、马铃薯、棉花、油菜5个基因组测序;6种主要畜禽生物中,我国主导完成了猪、羊、鸡和鹅4个基因组测序工作;23种主要园艺作物中,我国主导(参与)完成了黄瓜、番茄、西瓜、白菜、桃子、甜橙、苹果等11个基因组测序。同时,我国科学家还开发了基于高通量基因组测序的基因型鉴定方法;成功开展了水稻、玉米的重要农艺性状的基因组关联分析和功能研究,推动了农业基因组学发展,提高了我国利用农业基因组学数据开展品种选育工作的能力。

  黄三文告诉记者,随着农业基因组研究进入群体基因组学的时代,我国科学家不仅“解读”了作物驯化的历史,如揭示水稻起源和传播历史、玉米驯化改良的遗传机理、番茄果实变大的驯化过程、黄瓜苦味形成和调控机制等,而且开始“书写”基因组,包括采用全基因组设计手段培育高产优质水稻、不苦黄瓜、美味番茄等。

  不过,从整体来看,传统育种等农业行业已经面临技术的瓶颈,急需现代生物技术尤其是基因组学技术的支撑;另一方面,相比于人类基因组计划等面向健康产业的大科学合作,国内外的农业领域尚缺少面向前沿的大科学合作组织。

  中国农科院副院长、中国工程院院士吴孔明表示,联盟不仅可以面向世界农业科技前沿,以我国农业高校和优势研究所的科研力量,发展组学的研究方法和技术;而且可以面向国家重大需求和现代农业建设主战场,开展基因组技术在农业领域中的应用。同时,还可以依托重点农业企业,将产生的新品种、新技术予以推广。

  “联盟将有效结合创新链和产业链,有助于农业基因组学从基础研究到农业产业的应用,实现产学研的协同创新,为农业科技发展注入新动能。”吴孔明说。

  凝聚力量 协同创新

  “农业基因组科技创新联盟的成立是适应新时期科研的要求;也是‘大数据’、‘大学科’时代的必然。”黄三文表示,联盟将凝聚我国从事基因组教育、科研和产业化的优势力量,形成全国农业基因组的产业化一体化格局;将重点开展农业生态基因组计划、食品安全基因组计划和全基因组设计育种计划等。

  其中,农业生态基因组计划将研究病虫害基因组和土壤宏基因组,利用组学手段研究不同因子间的互作机制,为绿色生态农业的发展提出新的理论和技术指导;食品安全基因组计划将建立主要农产品的宏基因组指纹图谱和安全监控机制;全基因组设计育种计划将为主要农作物、园艺作物种质、畜禽资源测序,完成新种质材料的创造、突变体库的构建,实现组学技术下的育种理论创新等。

  “联盟任务能否落实、行动能否取得实效,关键在于机制创新。”农业部科教司副司长郑芸瑄表示,联盟应瞄准一个产业问题,凝练一个科学命题,打造一个创新团队,形成创新合力;应搭建多学科协同的平台、科企合作的平台和上中下游衔接的平台理顺运行机制;应发挥联盟在一个平台上集成示范、在一个县域内转化应用、在一个问题上集中会商的三个优势,促进成果集成应用。

  吴孔明强调,首先,作为国家级的农业科技联盟,要起到学科引领作用,带动全国农业基因组学的学科发展方向。一方面要加强前沿技术研究,在以基因组学、生物大数据为核心的现代生物技术方面,加快形成领先创新优势;另一方面要加强颠覆性技术研究,在基因编辑技术、合成生物学等方面力争实现弯道超车,带动农业生物技术的革命性突破,提升我国农业科技的国际竞争力。

  其次,要面向农业重大需求,推进组学技术在农业生产中的应用,面向作物育种、动物育种、农业生态等传统领域,加强学科方向凝练和产业应用,为进一步推动农业供给侧结构性改革提供支撑。

  再次,要持续推进联盟体制机制创新。将科研院所在基因组学研究平台、种质资源方面的优势,高等院校在关键科学技术方面的研究优势,以及龙头企业在成果转化推广方面的优势进行整合,建立联合开发和成果共享的制度措施,真正实现产学研的强强联合,激发联盟创新活力,形成创新联盟建设的样板。

  深圳市副市长陈彪表示,深圳具有良好的创新创业政策环境,将全力支持联盟开展活动,在基因组学、基因挖掘、分子育种方面持续创新,攻克一批技术难题,培育一批农业新品种,推动一批成果转化,孵化一批农业科技创新型企业,率先实现农业现代化。

  《中国科学报》 (2017-08-02 第5版 农业周刊)

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