美国国家科学院院士邓兴旺：技术层次已经突破，第三代杂交育种在小麦里大规模推广完全可行

12月18日，在由《财经》杂志、财经网、《财经》智库、财通汇联合主办的“《财经》年会2023：预测与战略”上美国国家科学院院士、北京大学博雅讲席教授、北京大学现代农业研究院院长邓兴旺谈到了北京大学现代农业研究院的三大科研方向，一是美好生活的菜篮子，二是饭碗粮食安全的金饭碗，三是油桶子。

美国国家科学院院士、北京大学博雅讲席教授、北京大学现代农业研究院院长邓兴旺

中国是农业大国、人口大国，邓兴旺表示，中国的地域庞大，各个地域农业相关的问题都有各自鲜明的特点，所以农业的开展不像一些基础研究有一个一刀切的政策，而是要区别对待。

对于北京大学现代农业研究院的科研方向，邓兴旺介绍了最新的农业技术。

人口增加，人均用地不足，已是不争的事实，提高单位面积的粮食产量迫在眉睫。杂交育种会提高粮食产量，但如何才能把杂交育种成功在小麦中大规模应用？

邓兴旺谈到，实验室的技术层次已经突破，小麦第三代杂交育种技术，用最新分子遗传理论，获得了有自主知识产权的材料和基因组杂交系统的保持性，设计了三套功能基因的验证，花了十多年现已基本成功，在田间大规模验证，在国际领先并有自主知识产权，他表示，第三代杂交育种在小麦里面大规模推广完全可行。

以下为发言实录：

邓兴旺：我今天给大家汇报的题目是《为中国农业插上科技的翅膀》，今天早晨听了各位专家的一些报告，从宏观到微观，从宇宙到分子各个层面，我是今天上午最后的报告，讲讲农业，我们吃的东西。

中国是农业大国、人口大国，中国的地域庞大，各个地域农业相关的问题都有各自鲜明的特点，所以农业的开展不像我们一些基础研究可以有一个一刀切的政策，而是要区别对待，这个也刚好是我现在所在的这个地方，北京大学研究院所在地山东潍坊是对中国农业有特点的地方，山东是中国农业唯一一个万亿级俱乐部成员，农业总产值过万亿，山东的农业有山、平原、海岸、水，所以各个方面的农业都有，它是一个很好的有代表性、引领性和规模性的，不多说了，山东还有人才多、GDP全国也是靠前的，一些创新体系建设也非常先进。

我跟大家介绍一下，我是2014年7月1日全职回北大工作，当时也是抱着对农业方面做一些事情的情怀，成立了北京大学现代农学院，2015年开始到潍坊考察能不能建一个在农业的前沿阵地建一个北京大学现代农业研究院，经过几年努力在2017年8月18号初签署协议建立北京大学现代农业研究院，已经建成了，2021年7月已经入驻，这是非常好的地方，大家看航拍图，附近有有名的峡山，我们就在半岛上，是潍坊最好的一块地方，给我们研究办公和生活提供了园区。

这个照片是几天前拍摄的，应该是非常成熟的园区，我们在这里工作生活已经一年半有余，有温室基地、有典型的北大的门的设计，东门、西门、南门，这是一个完整的科研农业研究的圣地。

去年2021年7月进行了入驻，同时山东省政府对我们也是极其重视，把一个潍坊现代农业山东省实验室的牌子授予了我们，对组建山东省现代农业方面省实验室，农业领域仅仅是一个，授予了我们，给我们一个信任和支持。

山东省现代农业省实验室的使命，争取进入国家战略团队，比如说国家实验室这个范畴，我们作为人才创新、产业各个方面做出重要的贡献，山东的农业又是全国最大的农业省。

省实验室建立把研究院已有的一期工程，同时提供了2万平米楼房作为过渡用，同时紧锣密鼓的开启第二期工程的建设，第二期工程研发办公和生活辅助实施等等加起来15万平米建设，第一期是7万平米，第二期比第一期大，还有过渡用房。

省实验室的构建结构不多说了，有研究院，还有三个新的研究单元是一体化运作，我们人员当时预测可以到120个团队，超过2000人的规模，到目前上周五为止已经有33个团队，461位研发相关人员，还不包括后勤服务人员。33个课题组团队的负责人国际化程度是非常高，一共有27人来自于国际留学或者相关工作背景，占80%，33位其中有8位，包括我自己是在北京大学到这边来工作的。

人才建设，到目前为止已经组建了国际一流团队，有国际性的院士级别的人2位，国家级的人才，包括青年人才一共有8位，山东省省级人才已经有10位，2022年一年人员有7位入选，人才队伍在山东省应该是首屈一指的，还有世界级人才。

北京大学现代农业研究院，各项设施设备到现在为止都已经建好。有培训中心、公寓、蔬菜大棚、露天基地、智能温室、生长室、冷冻电镜、质谱、超算中心、生物信息、大分子分析、生物技术、作物育种等等公共服务平台，在国际范围内做农业科学研究，特别是作物育种相关的农业科学研究应该说是应有尽有，国际一流，设施有育种大棚，现在在海南三亚新增了30亩，2万平，有智能温室、生长室、超算中心、冷冻电镜、最前沿的质谱分析，不光有，而且在高速运行，都是在全速运行，为大家做科研保障。

科研成果开始涌现，论文、专利、植物新品种，以及对当地农业产业企业做出辅导和贡献。

人才培养方面新的单位有对中小学生开放，目前有1000多中小学已经研学，我们培养硕士、博士，接收访问学者。今年夏天开办了分子育种研修班，以后准备有英文、中文两套系统并进接收国内国外有兴趣学习现代分子育种技术的人来学习，很多大学进行了培训合作，这是第一期学员几位老师的合影图。

我们这个单位，省实验室以及北京大学现代农业研究院目标是世界一流的研究单位，在农业特别作物方面全链条、原创性、引领性。包含前沿基础研究、应用基础研究、产业技术研究和可产业化产品。这里是基本的概念，立足潍坊、服务山东，山东潍坊提供了所有物资和经费支持，放眼全国为中国农业现代化奋斗，力争在全球是领先。

我现在介绍几个科研的例子，我们科研主要集中在三大方面，一是美好生活菜篮子，二是饭碗粮食安全金饭碗，三是油桶子。

我介绍一下三大方向研究，也是针对作物的育种经过了1.0代、2.0代、3.0代不同时期，最近已经步入4.0，精确设计育种时代，为了这个时代，从这个地方作为我们的起跑线，引进了国际相关的最一流的人才育种家张兴平博士，生物技术专家章旺根博士为精确设计育种提供最强烈的技术支撑，在这个基础上对多个作物进行全组学，为开展4.0精确设计育种的运作提供全面的展开。

经济作物研究，收集大量种质资源鉴定，进行多组学分析，把它基因、性状、蛋白、代谢产物都分析好，根据消费者对性状的综合需求再提出新型品种的需求，按照这些信息去组合设计，培育出新的品种，我们在西瓜、辣椒、花生、南瓜、小麦等等都在开展全方位研究，而且这些作物都是中国以及山东重要的经济价值作物和粮食作物。比如花生、辣椒、西瓜等等，我们这些工作已经是处于世界前沿领先水平。

金饭碗介绍的是小麦杂交育种技术，一个新的，我们全世界人口增加，中国已经达到顶峰，也是人口大国，土地在城镇化过程中不断减少，人均用地不足，所以不断提高单位面积的粮食产量是一个重要的全世界的任务和难题。特别是小麦，是世界范围内主粮，水稻是亚洲主粮，小麦也是亚洲主粮，更是世界的主粮，播种面积是最大的，所以提高小麦的单位面积产量是艰巨而且重要的任务。

杂交育种肯定会提高产量，但是怎样把杂交育种成功在小麦中大规模应用，这是一个艰巨的世界性难题，目前有三套方法，一套是纯化学的喷沙方法，在现阶段的环境污染难以接受，它的稳定性也不够。生物技术方法有两代，三系法和两系法，各自有缺点，需要克服。我们在做的已经取得成功，实验室的技术层次已经突破，小麦第三代杂交育种技术，用最新分子遗传理论，获得了有自主知识产权的材料和基因组杂交系统的保持性，设计了三套功能基因的验证，花了十多年现在基本成功，在田间大规模验证，这个里面一些比如说种子的颜色选择，难易选择，育性基因签定及不育导培育创制都是国际领先的有自主知识产权的，我们知识产权也是做的非常完善，有些已经在国际范围内得到了授权，美国已经授权了。

体系已经基本成功，我们认为第三代杂交育种在小麦里面大规模推广是完全可行的，一定的按部就班推进，推进过程中要组建了多团队组合，不光我自己带着团队做几件事情，而且我们做小麦相关研究的好几个团队，四五个团队都合起来，同时和栽培学家，开发智能农机，让新的杂交种在全国乃至全世界大面积推广。

第二个例子，油桶子方面，我们国家大豆严重依赖进口，我们的产量不到2000万吨，而进口基本上过去几年都在1.2亿吨附近徘徊，所以我们自产的仅仅是个零头，每年少了1亿吨左右，差不多85%靠进口，这是非常严重的问题，我们国土有限，现有耕作方式解决不了，我们都种大豆就没有玉米，没有6.2亿亩的玉米这个问题比缺1亿吨大豆是更大的问题。所以最近几十年杨文钰教授研究发现一个方法，可以化解这个问题，大豆玉米带状复合种植，这个复合种植种两行玉米非常密，又四行大豆，两行玉米，因为种的非常密，所以玉米株数每亩是不变的，所以在这个环境下，只要施肥植保合适可以保证每亩玉米不减产，同时多得大豆产量，这个方法非常重要，也是非常符合中国土地少的国情，国家也极其重视。2022年中央一号文件，把这个事情都阐述、要大力推广，并且确定了2022年全国推广1550万亩。

推广过程中有三大难题。第一，农业机器都是为了玉米或者为了大豆，没有说两个种在一起，机器都在改造，而且我们国家非常重视，所以机器改造看起来可以解决。第二，品种，以前品种都是为了玉米或者大豆，没有种在一起，新的品种有待培育，但是老的品种有一部分也可以凑合用于这种模式。最大的问题就是除草难，现在的除草绝大部分基本上全部都是用化学除草剂除草，玉米除草剂肯定要杀死大豆，大豆的除草剂肯定要杀死玉米，这是除草剂本来就是这样，这个问题是极其难的问题，我们2021年去年今年两年过程中，我们认为可以提供的一个解决方案：培育抗大豆除草剂的玉米种子。如果玉米种子现在能是抗大豆除草剂，我们用大豆除草剂一次性的把玉米和大豆两个地块除草一起解决，确实能够达到玉米每亩不减产，大豆每亩可以得到300多斤，这是一个非常好的产量，除草的改进是极其重要的，没有这个技术，农民的除草是极其辛苦低效，要把玉米和大豆用物理分开，大豆玉米各自喷各自除草剂，这个是非常麻烦，很辛苦，很花人力。但是因为现在玉米抗同一个除草剂，所以用植保无人机一次性除草，一亩地除草变得极其简单，这是无人机飞两圈一亩地里面就几分钟的事，而且老方法农民最辛苦，用的时间非常多。

这个模式，我们做了一个小小的贡献。应该说把这个新除草模式配合全国农业科研人员在大豆玉米育种和智能农机器创制方面的进展，综合集成在一起，我们是能够解决大豆玉米带状复合种植的三方面问题，让大豆玉米带状复合种植能够全方位大面积在中国推广。最好做到不用补贴农民也有积极性去做。

最后，感谢大会组织者给我这么一个机会，我们一起希望农业不断地蓬勃发展，科学研究为中国农业插上科技的翅膀。谢谢大家！