劉耀光院士：未來三年將是水稻種業(yè)“技術決勝期” | 新年問大咖

時序更迭，歲律更新。回望2025，種業(yè)知識產(chǎn)權保護筑堤愈牢，生物育種產(chǎn)業(yè)化擴面提速，種業(yè)科技創(chuàng)新昂首邁入世界第一方陣；人工智能浪潮席卷，重塑種業(yè)生態(tài)格局，種企增資熱潮涌動，金融資本賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引擎愈發(fā)強勁。

這一年，種子供需失衡的挑戰(zhàn)仍在，行業(yè)內(nèi)卷的陣痛未消，但品種權交易屢現(xiàn)高價，品種為王、品質(zhì)致勝的時代正加速奔涌而來。在全體種業(yè)人拼搏下，“五年見成效”的階段性目標任務如期完成，中國種業(yè)發(fā)展步履鏗鏘，闊步向前。

南方農(nóng)村報深耕三農(nóng)領域六十余載，始終秉持“興農(nóng)力量，時代擔當”的初心使命，見證、記錄并參與推動農(nóng)業(yè)農(nóng)村變革。南方農(nóng)村報 農(nóng)財寶典連續(xù)十年“新年問大咖”，為種業(yè)人奉上例牌“年菜”。值此2026農(nóng)歷新年將至之際，專欄以《向前吧！種業(yè)》為主題，分享前沿思考，啟迪未來方向。

農(nóng)財寶典向每年提供豐富精神營養(yǎng)的行業(yè)大咖致以敬意！

農(nóng)財寶典恭祝全體種業(yè)人新春快樂，身體健康，工作順利，萬事勝意！

“‘精準化’的下半場是智能設計育種，結合人工智能、大數(shù)據(jù)和生物技術，育種將變得更具預測性、可設計性和可操作性。 ”

“未來三年將是水稻種業(yè)‘技術決勝期’ ，能否抓住生物育種與數(shù)字技術融合的窗口，將成為企業(yè)分化的關鍵。”

他在原先可轉換人工染色體(TAC)基礎上，進一步完善開發(fā)了大片段和多基因組裝轉化載體系統(tǒng)TGSI，成為代謝通路基因工程等多基因復雜性狀遺傳改良的有效工具。

他帶領團隊開發(fā)的基因組編輯載體工具及其一站式軟件工具包名揚四海，國外有超過800家實驗室在使用，每月訪問使用軟件工具達20000余次。

他和團隊首次培育出的營養(yǎng)強化水稻種質(zhì)“紫晶米”和“赤晶米”，為我國開發(fā)、儲備了一批營養(yǎng)價值高、色彩豐富的水稻新種質(zhì)。

他說， 做科學研究不能盲目追熱點，要有堅定的研究方向，持之以恒，追根問底。

他就是本期《新年問大咖》的嘉賓

中國科學院院士劉耀光

Q

1、請用1個關鍵詞總結中國水稻種業(yè)的2025年。

劉耀光院士：2025年中國水稻種業(yè)的關鍵詞是“精準化育種”。這個詞概括了過去一年行業(yè)從傳統(tǒng)經(jīng)驗育種，向可預測、可設計的現(xiàn)代科學轉變的核心趨勢：

（1）育種技術：從“經(jīng)驗式表型篩選”到“分子設計”

傳統(tǒng)育種依賴大量田間表型篩選，而2025年的核心進展是精準分子設計育種新范式的建立啟動。精準改良方面，科學家能像程序員一樣，精準導入和編輯關鍵基因，創(chuàng)造出目標性狀新種質(zhì)，解決傳統(tǒng)育種難題。快速馴化方面，基因編輯實現(xiàn)野生/半野生水稻種質(zhì)的快速馴化新路徑，為創(chuàng)制全新作物提供了前瞻性技術儲備。

（2）育種目標：從單純“高產(chǎn)”到“按需定制”

育種目標不再單一追求高產(chǎn)，而是根據(jù)不同生產(chǎn)需求進行精準性狀聚合。一方面，抗性精準增強，針對病蟲害（如稻飛虱）和異常氣候（高溫、干旱），選育了一批定向抗性提質(zhì)品種。另一方面，專用特性精準培育，為適應鹽堿地、南方冬閑田等特殊環(huán)境，以及機械化生產(chǎn)需求，培育耐鹽堿、耐旱、短生育期、宜機收等特專型品種。同時，資源利用精準高效，挖掘出能讓水稻在氮肥減少20%-30% 情況下保持穩(wěn)產(chǎn)的基因，推動綠色生產(chǎn)。

（3）行業(yè)成效：“精準化”驅動的產(chǎn)業(yè)化成果

精準化技術的應用，直接催生了一批明星品種和產(chǎn)業(yè)突破。一是明星品種涌現(xiàn)，通過分子設計培育的“中科發(fā)”系列水稻，實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病、抗倒等優(yōu)良性狀的精準聚合。在東北，“中科發(fā)5號”鹽堿地畝產(chǎn)突破600公斤；在南方，“中科發(fā)早粳1號”實現(xiàn)了雙季早粳稻品種“零的突破”。二是產(chǎn)業(yè)地位提升，在精準化等科技支撐下，隆平高科位列全球種業(yè)十強第七位，體現(xiàn)了中國種企國際競爭力的提升。

“精準化育種”的核心是可以把“精準化育種”理解為用更先進、更定向的“外科手術”，替代了過去依賴自然變異和大量試錯的“傳統(tǒng)表型篩選”。這標志著中國水稻育種從“跟跑”、“并跑”進入到部分“領跑”的新階段。

“精準化”的下半場是智能設計育種。即結合人工智能、大數(shù)據(jù)和生物技術，育種將變得更具預測性、可設計性和可操作性。同時，國家層面正推動科研平臺與企業(yè)深度融合，破解品種同質(zhì)化難題，目標是到2030年實現(xiàn)種業(yè)振興“十年重大突破”。

Q

2、過去一年，您有哪些新收獲、新嘗試？您覺得2025年水稻領域最具突破性的成果是什么？

劉耀光院士：過去一年，我們團隊的新收獲包括：（1）開發(fā)和完善了植物基因編輯和分析新工具（如基因編輯超級解碼工具包SuperDecode）；（2）與清華大學團隊合作開發(fā)了全球首個基于人工智能大語言模型的植物功能基因組學智能問答系統(tǒng)（www.plantgpt.icu），助力作物科學與智慧育種的發(fā)展；（3）首次破解水稻生殖隔離溫度敏感性的分子機理；揭示了核基因監(jiān)控線粒體蛋白積累降解分子機制的謎題。（4）開發(fā)了基于UTR編輯微量調(diào)控水稻性狀的技術體系，實現(xiàn)了水稻多種性狀（株型、生育期、產(chǎn)量營養(yǎng)素等）的定向改良和從頭創(chuàng)制。成果為推動水稻分子育種技術的創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級奠定了重要的理論支撐。助力植物功能基因組和作物智慧育種發(fā)展。

2025年水稻領域最具突破性的成果是華中農(nóng)業(yè)大學李一博團隊闡明了高溫影響水稻產(chǎn)量和稻米品質(zhì)的分子遺傳基礎，克隆了關鍵基因QT12及其作用機理，為水稻耐熱高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種提供理論基礎和優(yōu)質(zhì)基因資源。

Q

3、全國范圍內(nèi)，廣東最早大規(guī)模開展優(yōu)質(zhì)稻育種，并推動全國水稻走向優(yōu)質(zhì)化，期間形成了哪些可復制、推廣的經(jīng)驗？下一步，廣東優(yōu)質(zhì)稻的育種目標是什么？

劉耀光院士：廣東作為中國優(yōu)質(zhì)稻育種的先行者，其經(jīng)驗可總結為“市場導向、科企協(xié)作、系統(tǒng)創(chuàng)新” 這一核心范式。下一步，其育種目標將聚焦于 “高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和綠色營養(yǎng)智能化”，引領下一輪產(chǎn)業(yè)升級。

廣東優(yōu)質(zhì)稻育種的經(jīng)驗如下：

（1）廣東的經(jīng)驗并非單一技術突破，而是一套成熟的產(chǎn)業(yè)化系統(tǒng)工程，核心是以市場需求精準定標。廣東水稻育種家最早跳出“唯產(chǎn)量論”，率先根據(jù)消費者對口感、外觀（絲苗米粒型、晶瑩度、堊白少）和香味的偏好來定義“優(yōu)質(zhì)”，并制定育種目標。這直接催生了“美香占2號”、“象牙香占”、“19香”等既有相當產(chǎn)量又好吃的絲苗型標桿品種。其中的關鍵在于建立 “消費端品質(zhì)需求 → 實驗室育種性狀 → 田間選擇標準” 的全鏈條反饋機制。

（2）構建“科研院所+龍頭企業(yè)”的驅動雙核。以廣東省農(nóng)科院、華南農(nóng)業(yè)大學等為核心研發(fā)力量，進行水稻種質(zhì)創(chuàng)新與基礎研究；以廣東鮮美種苗、金稻種業(yè)等本土企業(yè)為推廣主體，負責品種測試、市場推廣與產(chǎn)業(yè)化。這種“前研后推”的模式大大加速了優(yōu)質(zhì)品種的商業(yè)化。建立清晰的知識產(chǎn)權共享與利益分配機制，讓育種科研人員的創(chuàng)新能得到市場回報，讓企業(yè)敢于長期投入育種。

（3）堅持常規(guī)稻與雜交稻優(yōu)質(zhì)化“雙路徑”創(chuàng)新。廣東在兩條技術路線上都取得了成功。一方面培育出“美香占2號”、“象牙香占”、“華航香銀針”等頂級常規(guī)優(yōu)質(zhì)稻，另一方面也培育出“泰豐優(yōu)208”等品質(zhì)不輸常規(guī)稻的雜交香稻，兼顧了高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)。證明了優(yōu)質(zhì)化并非只能依賴某一條技術路線，應根據(jù)不同生態(tài)區(qū)和種植模式，布局多樣化的品種類型。

（4）打造全產(chǎn)業(yè)鏈品牌增值體系。廣東推動的“廣東絲苗米”成為優(yōu)質(zhì)稻米的區(qū)域公用品牌，并制定嚴格的品種、產(chǎn)地和品質(zhì)的行業(yè)標準。這使優(yōu)質(zhì)稻從“好品種”升級為“好商品”，實現(xiàn)了品牌溢價。足以見得，“品種+品牌+行業(yè)標準” 的三位一體模式，是解決農(nóng)業(yè)優(yōu)質(zhì)不優(yōu)價難題的關鍵，極具推廣價值。

未來，站在新的起點，廣東的水稻育種目標已向更前沿、更復合的方向演進，核心是兼具高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和綠色營養(yǎng)智能化。首先，高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)品種是糧食安全的永恒目標。其次，聚焦綠色與可持續(xù)性狀，培育節(jié)肥（營養(yǎng)高效利用）、節(jié)水、抗病蟲（減少農(nóng)藥依賴）的新品種。例如，利用廣東豐富的稻種資源，挖掘營養(yǎng)高效利用基因、抗性基因，培育對環(huán)境更友好的“綠色稻”。同時，營養(yǎng)與健康功能也是關鍵，從“吃得飽”轉向“吃得好、吃得健康”，重點培育富含功能營養(yǎng)素、富鋅、富硒、低鎘積累等功能性營養(yǎng)稻米，滿足大健康產(chǎn)業(yè)需求。此外，還要適應機械化與智能化生產(chǎn)，培育適合無人機械直播、機械化收割的品種（如株型緊湊、抗倒伏、落粒性適中），并探索與智慧農(nóng)業(yè)（如通過傳感器監(jiān)測長勢）深度融合的“智慧品種”。最后，與前沿生物技術深度融合，利用基因編輯、智能設計育種等工具，實現(xiàn)對高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗性、口感、香味等性狀的精準與快速改良，縮短育種周期。

廣東的經(jīng)驗表明，優(yōu)質(zhì)化是一場以市場為起點、科技為引擎、產(chǎn)業(yè)為落點的系統(tǒng)性革命。其下一步的“綠色營養(yǎng)智能化”目標，不僅是為廣東，也是在為中國乃至全球水稻產(chǎn)業(yè)的未來探索方向。

Q

4、我國雜交水稻育種獨步全球。在您看來，在現(xiàn)有基礎上保持并擴大全球領先優(yōu)勢，需要在哪些方面持續(xù)發(fā)力？

劉耀光院士：為持續(xù)保持并擴大我國雜交水稻的全球領先優(yōu)勢，需在技術深度、產(chǎn)業(yè)廣度、國際高度三大維度進行系統(tǒng)性戰(zhàn)略升級，具體可從以下關鍵路徑發(fā)力：

（1）技術前沿，要實現(xiàn)從“雜交優(yōu)勢”到“設計優(yōu)勢”的躍遷。

• 一是種質(zhì)資源源頭創(chuàng)新，深度挖掘我國豐富的地方品種與野生稻資源，并整合全球熱帶、亞熱帶種質(zhì)，利用基因組學技術，構建全球領先的雜交稻“超級親本庫”；闡明秈-粳稻亞種間和亞-非稻種間雜交生殖障礙的遺傳機制，拓寬遠緣強雜種優(yōu)勢利用的遺傳基礎。

• 二是育種技術范式革命，推動育種從“經(jīng)驗驅動”轉向 “模型驅動”。重點攻關全基因組選擇與智能設計，建立水稻雜交優(yōu)勢預測模型，實現(xiàn)親本選配與后代選擇的智能化、精準化。攻關基因編輯技術的體系化應用：精準導入抗病、耐逆、營養(yǎng)高效等優(yōu)異性狀，創(chuàng)制“底盤型”父本或母本。

• 三是突破產(chǎn)業(yè)化關鍵瓶頸，集中研發(fā)高效機械化制種技術與裝備（如小型化、智能化的授粉與收割機械），破解雜交稻“種子生產(chǎn)依賴大量人工”的核心成本約束。

（2）產(chǎn)業(yè)生態(tài)，構建從“種子產(chǎn)品”到“產(chǎn)業(yè)標準”的體系。

• 升級全產(chǎn)業(yè)鏈標準。不僅輸出優(yōu)質(zhì)種子，更要輸出 “中國標準” ，包括親本繁育規(guī)程、高產(chǎn)栽培模式、稻米品質(zhì)分級、品牌認證體系等，掌握全球產(chǎn)業(yè)價值鏈的話語權。

• 深化科企融合機制。推動國家級科研機構的原創(chuàng)成果，通過知識產(chǎn)權授權、作價入股、共建實體等方式，向龍頭企業(yè)高效轉移和商業(yè)化。培育具有全球競爭力的跨國種業(yè)集團。

• 拓展雜交稻價值邊界。育種目標從“高產(chǎn)”向 “專用化” 延伸，大力培育適合輕簡化栽培、鹽堿地、飼料加工、生物制造等特殊用途的新品類，創(chuàng)造增量市場。

（3）全球布局，推動從“技術輸出”到“系統(tǒng)賦能”的轉變。

• 實施“本土化”2.0戰(zhàn)略。在東南亞、非洲等重點地區(qū)，從單純的品種試種，升級為 “聯(lián)合育種中心+本地化生產(chǎn)+人才培養(yǎng)” 的全鏈條合作。針對當?shù)乜谖镀茫ㄈ玳L粒型、茉莉香型）和病害壓力（如東格魯病）定向培育品種。

• 構建知識產(chǎn)權“護城河”。加強國際專利布局，特別是對核心親本、關鍵基因、智能育種算法等進行全球保護。主動參與并主導國際種子與貿(mào)易規(guī)則的制定。

• 打造全球公共產(chǎn)品形象。通過與國際組織合作，在糧食安全挑戰(zhàn)嚴峻的地區(qū)推廣雜交水稻，將其塑造為保障全球糧食安全的 “中國方案” ，提升軟實力和領導力。

未來的競爭，是生物技術、大數(shù)據(jù)人工智能與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)深度融合的競爭。保持優(yōu)勢的關鍵在于，在技術上，用“智能設計”取代“經(jīng)驗選配”；在產(chǎn)業(yè)上，用“系統(tǒng)標準”超越“單一產(chǎn)品”；在全球，用“本地生態(tài)”替代“單向輸出”。這些發(fā)力點環(huán)環(huán)相扣，構成一個完整的增強回路。

Q

5、您認為，未來三年水稻種業(yè)的挑戰(zhàn)和風口是什么？請談談您的看法和建議。

劉耀光院士：未來三年水稻種業(yè)將面臨技術迭代加速、市場結構重塑、氣候壓力增大等多重挑戰(zhàn)，同時迎來生物技術突破、數(shù)字化AI賦能、消費需求升級等新風口。

（1）主要挑戰(zhàn)

• 氣候適應性要求劇增。極端天氣（干旱、洪澇、高溫）頻發(fā)，倒逼品種向 “抗逆穩(wěn)產(chǎn)” 轉型，傳統(tǒng)育種周期難以快速響應。病蟲害演變加速（如稻瘟病、褐飛虱新菌株），需持續(xù)更新抗性基因。

• 國際競爭與技術壁壘。國際種業(yè)巨頭（拜耳、科迪華）在基因編輯、智能育種領域領先，國內(nèi)企業(yè)面臨 “卡脖子” 風險（如基因專利、育種算法）。

• 產(chǎn)業(yè)鏈成本壓力。種子生產(chǎn)成本上漲（研發(fā)投入、生物安全試驗、合規(guī)成本），但糧價調(diào)控限制種子溢價空間，企業(yè)利潤承壓。同時，小農(nóng)戶對高價種子接受度低，品種推廣依賴補貼政策。

• 知識產(chǎn)權保護不足。品種同質(zhì)化嚴重，套牌侵權現(xiàn)象挫傷企業(yè)創(chuàng)新積極性。分子標記檢測等技術維權手段普及率低，執(zhí)法難度大。

（2）核心風口

• 生物技術革命。基因編輯可快速開發(fā)高產(chǎn)、高抗、節(jié)水節(jié)肥、高營養(yǎng)等功能性品種，政策逐步放開（中國已審批部分基因編輯作物，但步子偏慢）。全基因組選擇育種可結合AI預測模型，將育種周期從8-10年縮短至3-5年，成為頭部企業(yè)競爭焦點。

• 數(shù)字化與智能化轉型。“表型組學+AI育種平臺”通過無人機、傳感器監(jiān)測田間性狀，實現(xiàn)高通量數(shù)據(jù)驅動育種。區(qū)塊鏈溯源從種源到種植過程的全程可追溯，提升品種可信度和品牌溢價。

• 細分市場需求爆發(fā)。功能稻種方面，低升糖指數(shù)稻米、高花青素、高γ-氨基丁酸等功能性品種，迎合健康消費趨勢。輕簡化品種方面，適合直播、機插的省工品種，適應農(nóng)村勞動力短缺現(xiàn)狀。

• 政策驅動下的種業(yè)整合。中國“種業(yè)振興行動”等政策推動資源向龍頭企業(yè)集中，具備研發(fā)優(yōu)勢的企業(yè)可通過并購擴大市場份額。同時，國家南繁硅谷、種業(yè)實驗室等平臺加速產(chǎn)學研融合，突破種源關鍵技術。

• 全球化布局機遇。東南亞、非洲等水稻主產(chǎn)國需求增長，具備氣候適應性品種的企業(yè)可輸出“品種+種植方案”。 “一帶一路”種業(yè)合作，推動中國雜交水稻技術出海。

（3）戰(zhàn)略建議

• 企業(yè)層面。加大生物技術與數(shù)字化育種投入，加強與科研機構合作研發(fā)。開發(fā)差異化品種，瞄準功能稻、輕簡化種植等細分賽道。強化知識產(chǎn)權布局，申請基因專利、品種權保護。

• 種植戶層面。關注抗逆性強、節(jié)本增效的新品種，降低氣候與勞動力風險。參與訂單農(nóng)業(yè)，與種企合作種植高附加值品種。

• 政策層面。完善品種審定綠色通道，加速創(chuàng)新品種上市。加強種業(yè)市場監(jiān)管，推廣分子檢測技術打擊侵權。

（4）風險

• 政策風險：基因編輯法規(guī)滯后制約產(chǎn)業(yè)化速度。

• 市場風險：消費者對生物技術培育作物的接受度仍較低。

• 自然風險：突發(fā)性病蟲害可能快速淘汰現(xiàn)有主推品種。

未來三年將是水稻種業(yè)“技術決勝期” ，能否抓住生物育種與數(shù)字技術融合的窗口，將成為企業(yè)分化的關鍵。種業(yè)競爭正從“產(chǎn)量競賽”轉向 “科技+需求”雙輪驅動的新階段。

Q

6、2026年，您給自己定的目標是啥？

劉耀光院士：我們團隊的主攻方向是水稻性狀分子遺傳基礎、生物育種技術、和種質(zhì)創(chuàng)新。我們在2026年的主要目標是：（1）克隆秈-粳稻亞種間和亞-非稻種間雜種生殖障礙基因座2-3個并闡明其遺傳機制，拓寬遠緣強雜種優(yōu)勢利用的遺傳基礎；克隆重要產(chǎn)量性狀調(diào)控基因2-3個，闡明其作用機理。（2）開發(fā)1套新型高效的基因編輯技術（尤其基因定點插入技術），以基因編輯創(chuàng)制水稻新種質(zhì)2-3個。（3）與種企合作培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)雜交稻品種1-3個。

記者丨鐘海芳

視頻 | 李池慧

編輯丨農(nóng)財君

聯(lián)系農(nóng)財君丨18565265490

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