黨的十八大以來,習近平總書記多次強調要樹立大農業(yè)觀、大食物觀。近日,國務院辦公廳發(fā)布的《關于踐行大食物觀構建多元化食物供給體系的意見》(以下簡稱《意見》),為我國全方位、多途徑開發(fā)食物資源,保障各類食物供給明確了政策指向。
《意見》要求,從傳統(tǒng)農作物和畜禽資源向更豐富的生物資源拓展,有效促進食物新品種、新領域、新技術開發(fā);向植物動物微生物要熱量、要蛋白;培育戰(zhàn)略性新興生物產業(yè),鼓勵和支持發(fā)展新型食品,用現(xiàn)代農業(yè)科技和物質裝備拓展農業(yè)發(fā)展空間,開發(fā)豐富多樣的食物品種;構建植物動物微生物并舉的多元化食物供給體系,發(fā)展生物科技,大力培育新興生物產業(yè),多途徑開發(fā)食物來源,構建多元化食物供給體系提升到戰(zhàn)略高度,這既是國際上研究的熱點,也是確保我國食物安全的重要著力點。
筑牢食物供給新根基——構建食物生物創(chuàng)制基礎理論支撐體系
《意見》要求,聚焦基礎前沿領域、加強原始創(chuàng)新研究等,以提升食物開發(fā)質量效益?!笆奈濉睍r期以來,我國在農業(yè)種質資源保護與利用、農作物和蔬菜關鍵農藝性狀形成與遺傳機理解析、畜禽經(jīng)濟性狀相關基因資源鑒定、食品原料人工合成等方面都實現(xiàn)了一系列重大突破。已建成包括長期庫、中期庫、原生境保護點和種質資源信息系統(tǒng)在內的國家農作物種質資源保護體系,農作物種質資源保存54萬份,居世界第二位。發(fā)現(xiàn)了協(xié)同調控水稻高產早熟關鍵基因,為作物高產育種和資源高效利用提供了重要的基因資源。構建了水稻、大豆、番茄等農作物圖泛基因組,繪制了迄今最完整的遺傳變異圖譜,為泛基因組促進作物育種提供了新思路。構建了規(guī)模最大的豬等腸道微生物基因組集,為動物強抗逆性、高生長速度、高飼料轉化相關菌種挖掘和利用奠定了基礎。設計了化學和酶耦合催化的人工淀粉合成途徑,實現(xiàn)了不依賴植物光合作用的二氧化碳到淀粉的人工全合成。未來還需進一步夯實生物科技的基礎體系,深度發(fā)掘優(yōu)異種質和優(yōu)異基因,開展種質資源表型與基因型精準鑒定;深入揭示動物植物微生物互作機制,為健康種養(yǎng)殖和病蟲害綠色防控提供理論基礎。
拓寬食物供給新品類——攻克具有自主知識產權的食物生物創(chuàng)制新技術
《意見》要求,積極發(fā)展合成生物技術、深入實施種業(yè)振興行動等,因此,創(chuàng)新具有自主知識產權的顛覆性生物技術研發(fā)手段,成為推動農業(yè)生產方式變革和產業(yè)結構升級的源動力。近年來,我國突破了無基因型依賴遺傳轉化技術,有效解決了小麥、玉米等遺傳轉化中基因型限制問題。新型基因編輯工具不斷創(chuàng)新,開發(fā)了能夠實現(xiàn)大片段DNA精準插入的Prime?Root系統(tǒng),通過基因敲入賦予作物對疾病和病原體的抗性,從而推動基于CRISPR的植物基因組工程的創(chuàng)新。通過基因編輯育種技術先后培育出了抗病高產小麥、高油酸大豆等性狀改良新品種。在基因組選擇技術創(chuàng)新上,建立了中國荷斯坦牛基因組選擇技術體系,使我國奶牛育種技術躋身于國際先進行列;構建的全基因組預測新模型對玉米、馬鈴薯等農作物產量等農藝性狀的預測準確度大幅度提升,大大縮短了育種周期和降低了育種成本。在智能設計育種技術創(chuàng)新上,構建了從基因組DNA序列預測基因表達調控模式的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型,研發(fā)了系列遺傳和表觀遺傳修飾人工智能預測和設計模型矩陣。突破乙醇梭菌蛋白制備核心關鍵技術,開辟出飼料蛋白生產新途徑。未來還將進一步加強基因編輯底層技術研發(fā),開發(fā)自主產權的基因編輯工具;加強人工智能算法和大模型開發(fā),為農業(yè)基因編輯技術、全基因組選擇技術、合成生物技術等關鍵核心技術研發(fā)提供智能化支撐,建立更加高效精準的育種體系。構建全國統(tǒng)一的農業(yè)生物信息數(shù)據(jù)庫和大數(shù)據(jù)平臺,實現(xiàn)生物信息資源的數(shù)字化、動態(tài)化和信息化管理。
打造食物供給新業(yè)態(tài)——構建生物全產業(yè)鏈發(fā)展體系
《意見》要求,培育發(fā)展生物農業(yè)、開拓新型食品資源等,為此,就要建立集種質資源鑒定利用、種子技術創(chuàng)新、新產品研發(fā)全產業(yè)鏈生物技術于一體的創(chuàng)新體系,驅動現(xiàn)代生物育種和新型食品生物制造產業(yè)相融合,從大豆和玉米等生物育種產業(yè)化試點推進、生物肥料和生物農藥等產業(yè)的深度發(fā)展、飼用微生物菌體蛋白生物制造、合成生物技術不斷打造形成未來食品產業(yè)新領域等,生物全產業(yè)鏈發(fā)展體系開始逐步形成:生物技術創(chuàng)制的新食品正穩(wěn)慎推進新型食物產業(yè)化,逐步形成多層面多鏈條的食物供給產業(yè)發(fā)展體系;向植物動物微生物要熱量、要蛋白,利用智能設計、合成生物等前沿技術賦能產業(yè)化進程,支持人造蛋白合成生物關鍵技術研發(fā)和重大產品創(chuàng)制,加快實現(xiàn)人造蛋白的大規(guī)模低成本工業(yè)化生產,構建具有特定合成能力的微生物細胞工廠,生產人類所需的淀粉、蛋白質、油脂等各類食物原料;挖掘新型食品資源、延伸食物產業(yè)鏈,通過營養(yǎng)強化等生物技術手段,直接從作物育種角度解決微量營養(yǎng)缺乏的問題,在防治和改善人群微量營養(yǎng)元素(鐵、鋅、維生素A等)缺乏及其相關疾病發(fā)生等方面,都已展現(xiàn)出生物產業(yè)發(fā)展的強勁勢頭。生物產業(yè)將逐漸成為確保食物有效供給,全面參與國際市場競爭的重要產業(yè)新領域。
根據(jù)《意見》,從生物科技和生物產業(yè)發(fā)展視角構建“多元化食物供給體系”,就要大力提升生物產業(yè)發(fā)展外部保障能力。一要加快新興生物技術的安全評價體系,制定新型食物資源的食用安全和環(huán)境安全評價技術指南,科學評價其潛在風險。二要推動技術標準化,統(tǒng)一基因編輯、合成生物等新興技術在農業(yè)應用中的操作規(guī)范和安全標準。建立國家級或行業(yè)級技術標準,有效規(guī)范新型食物研發(fā)和商業(yè)化進程。三要調整優(yōu)化食物新品種市場準入審批流程,對評估后無風險或風險小的產品開設綠色通道,加快市場化進程。四要牢固樹立全方位、多途徑開發(fā)食物資源理念,加強新技術、新產品科普宣傳,提高人民群眾對新型食物品種的接受度。
(作者谷曉峰系中國農業(yè)科學院重大任務局副局長,作者郭靜利系中國農業(yè)科學院生物技術研究所副所長)
責任編輯:何燁