洞察·GDAS话题⑥ | 你了解南繁种业CRO模式吗?

来源: 时间:2023-07-07

  编者按

  习近平总书记曾在视察海南时指出,国家南繁科研育种基地是国家宝贵的农业科研平台,一定要建成集科研、生产、销售、科技交流、成果转化为一体的服务全国的“南繁硅谷”。

  近年来,广东省科学院与海南三亚崖州区开展深入合作,发挥广东省科学院全链条服务产业技术创新的体系优势,通过南繁种业CRO(合同服务外包)模式,解决了很多科研单位和企业在三亚“候鸟式”科研难题。

  本期栏目我们邀请了广东省科学院南繁种业研究所/海南产业技术研究院以及合作政府部门、科研机构、企业负责人等嘉宾一起探讨南繁种业CRO模式,以及在此基础上分享他们以科技创新服务国家“南繁硅谷”建设工作的思考。

  本期嘉宾

  主持人

  Q1、可以跟我们介绍下,什么是南繁种业CRO模式吗?

  王勤南 : CRO指以合同研发外包形式为企业和科研机构在研发过程中提供专业外包服务的组织或机构。而南繁种业CRO服务一般是指委托专业的第三方公司或组织提供插秧、翻耕地、灌排水、病虫害防治、杂交授粉到收获、精选等南繁全链条管理服务,或者打药、施肥、除草等单项菜单式服务。

  根据外包环节的不同,大致可分为种植、技术、平台三类服务模式,其中第一类服务即帮助客户完成育制种工作,而第二类服务主要基于不同作物特色及客户需求,一站式选育出含有目标性状的品种,第三类服务模式则以南繁服务平台为依托,为客户开展作物分子试验或田间试验提供物理空间。南繁种业CRO服务旨在改变“候鸟式”的南繁现状,减少了种业科学家们不必要的工作和田间劳作时间,便于专家集中精力做专业的事情。

省科学院南繁种业所海南育种科研基地

 

 省科学院海南产研院

三公里村南繁CRO实践基地

 

  Q2、你们怎么看待南繁种业CRO模式?这个模式好在哪儿?

  傅航 :作为育种核心区,南繁长期以来只是发挥一个实验基地的作用,而育种、制种产业的源头和推广应用均不在当地。这种“两头在外,中间在琼”的格局,使南繁产业持续发展面临动能不足的问题。此外,对全国各地种业科研院所和研究人员来说,要通过在南繁加代提高育种速度,就要每年定期去南繁基地进行试种,这种高成本、低效率、产业带动力薄弱的“候鸟式”育种模式极大限制了南繁产业发展。

  南繁种业CRO合同育种模式可通过各个环节的分工协同,打通种业上游、中游和下游的信息交流,比如企业了解到草莓味的玉米有消费市场,可以向相关科研院所反馈,科研人员可根据产业园公开的种质资源选择亲本,从而增强育种的针对性,提高育种效率。

南繁育种技术转化试验平台CRO

 

  庞新华:这种将作物选育全流程或部分流程交由专业第三方公司完成的南繁种业CRO服务模式,正有效改变着无序竞争、用地紧张、游击式育种等南繁育种行业存在的问题,提高了南繁科研工作者的效率,降低了南繁育种的成本。以前广西育种科研人员每年定期前往南繁基地寻找优异的甘蔗亲本材料,利用自己找地试种的方式进行甘蔗育种,培育一个常规品种需要七八年时间,投入可能需要三四十万元。

  而在CRO模式下,可直接在公开种质资源库中选择材料,根据甘蔗亲本的血缘、抗性、糖分等信息,选择配制组合,将育种工作全部委托给当地机构,不仅可缩短育种时间,而且投入可能会降到10万元以内,加速甘蔗新品种选育进程。

  王金玲:国内许多科研院所在每年冬季便会选派科研人员前往海南基地开展南繁作物育种项目,但随着南繁作物领域的不断扩大,这种“候鸟式”科研的问题也开始逐步显现。

  “大家都想利用南繁来加速新品育成,很多科研单位只能在崖州、乐东、陵水等地短期租用耕地,同时还要组建一支科研队伍到海南全程参与育种工作,有时候还因缺乏实验设备,影响育种进度,繁育制种成本高,风险较大。但在南繁种业CRO模式作用下,我们可以放心地将玉米单倍体育种全流程外包给专业机构实施,无需全链条参与,极大提高了育种效率。随着现代种业管理制度体系的逐步健全和种业专业分工的不断细化,种业CRO将成为种业关键技术攻关、种业科研成果转化和高质量打造‘南繁硅谷’的加速器”。

玉米单倍体工程化育种流程

玉米单倍体工程化育种程序

 

  Q3、研究所/产研院从什么时候开展CRO模式服务?大概服务的客户数量规模和成效是怎样的?

  王勤南:早在20世纪80年代,三亚周边主要的南繁基地便诞生了CRO服务的雏形。对于全国各地的科研院所来说,“候鸟式”的传统南繁加代成本较高,上世纪80年代后,部分单位开始全程委托我们开展甘蔗杂交制种任务,这也是南繁种业所开启种业CRO服务新纪元,目前南繁种业所的甘蔗杂交CRO服务模式已十分成熟,通过南繁种业所自主研发的数字化管理系统而建立的甘蔗杂交花穗标准化、规模化生产流水线,已为全国12个省、超30家科研机构提供订单式服务

  目前全国90%以上的优质甘蔗种子(花穗)均由南繁种业所提供,通过省级以上审(鉴、认)定或农业农村部登记的95%甘蔗新品种也由此提供的种源选育而来。同时,结合玉米单倍体育种技术的需求,早在2010年就与国家玉米改良中心联合成立了“玉米单倍体工程化实验室”,对玉米单倍体育种技术进行育成与孵化。

甘蔗杂交制种技术流程图

  建立标准化的玉米单倍体育种体系,制定从玉米单倍体诱导、组培、加倍、炼苗和种子繁殖等全过程生产流水线,当前依托该平台已为北农联合体、华农大种业、中国农科院、垦丰种业等30多家科研院企提供玉米单倍体育种CRO服务,节省玉米育种成本超千万元。累计产出单倍体组培苗约100万株还吸引120多家种业企业前来参观交流

玉米单倍体CRO

玉米工程化育种挑胚

 

  Q4、相比其他科研领域,南繁种业领域CRO模式的特点或者特色是什么?

  王勤南相比其他科研领域,种业CRO发展具备“相对独立的科研环节”和“清晰明确的技术规范”的特点,种业CRO服务过程中涉及的每一个环节均有固定技术路线,可操作性强,简单易学。专业公司或组织通过创建一支强有力的南繁CRO服务团队,深入田间地头对农户进行集中培训,即可满足CRO服务所需的专业化用工需求。

  目前南繁种业所已与崖州区农业农村局和海南产研院通过海南省农民田间学校平台联合培训新型农民100余名,以农户为主体为南繁科研单位提供优质的种业CRO服务,如“种植管理、高效施肥、花穗杂交及病虫害防治”等单项菜单式服务。在CRO模式的作用下,崖州区越来越多的农民正转变为专业服务团队的职业技术人员,掌握了标准化的种植管理技术,有了稳定的就业、收入渠道。这也是种业CRO模式区别于科研领域CRO模式的特色之处。

  Q5、可以说下你们和广东省科学院建立CRO合作的故事吗?通过合作对你们自身的工作有哪些显著改变和推进?

  庞新华:共同追逐“甜蜜事业梦想”拉开了广西和广东省科学院建立CRO合作的序幕;自1953年广东省科学院甘蔗育种科学家于三亚崖州创建海南甘蔗育种基地以来,双方便在甘蔗种质资源创新利用、亲本选配及甘蔗杂交花穗服务等领域深入开展CRO合作。得益于广东省科学院南繁种业所甘蔗种业CRO服务模式,广西亚热带作物研究所选育出了桂热系列优良新品种(系),其中选育的桂热2号于2020年7月24日通过国家非主要农作物品种登记

甘蔗杂交亲本花期调控

甘蔗杂交实验大棚

 

  桂热2号系四川凉山州亚热带作物研究所于2002年选配的甘蔗杂交组合粤糖91-976×Roc20经海南甘蔗育种场进行杂交后,在其杂交后代中选育的实生优良单株凉蔗2002-6,历经单株选择、株系选择、初级品比试验以及在攀西蔗区进行的区域试验筛选出的优良品系,该品系于2010年引入广西亚热带作物研究所开展适应性研究。

广西壮族自治区亚热带作物研究所新品种选育查看现场

 

  桂热2号萌芽快而整齐,生育期生长势优,有少量气生根,不易抽穗,宿根性强。2015-2017年度一新二宿平均亩产量7743公斤比ROC22亩产5812公斤增产33.22%;平均亩含糖量1033公斤,达到了吨糖田的育种目标,比ROC22亩含糖量782公斤增糖32.05%。在广西丘陵旱坡贫瘠土地种植其品种特性表现更明显,可与广西目前主栽品种形成良好的优势互补。

  王金玲:南繁育种技术转化试验平台(于2021年9月投入使用)的诞生,意味着内蒙古种星种业有限公司与广东省科学院的合作日益紧密,从此开启了长达5年的玉米单倍体育种服务合作之旅。

内蒙古种星种业有限公司办公楼

王金玲田间试验图

 

  玉米常规杂交育种至少需要6-7世代,不仅周期长、投资大,还费时费力,依托广东省科学院南繁种业所南繁育种技术转化试验平台仅用两年便获得高度纯合的自交系,选育效率极高,助推种星种业实现玉米育种弯道超车。

  该转化试验平台面积约3500平方米,拥有25台超净工作台,可同时容纳50人操作,日出组培苗最高达5万株以上;组织培养室配有64套LED组培架,可同时容纳20万株组培苗培养;平台配备有高精度智能化气候培养室,不同波段的LED灯光用于促进玉米组培苗的生长发育,有效提高了组培加倍的工作效率。

玉米组培苗

 

  截止目前,基于广东省科学院南繁种业所南繁育种技术转化试验平台,我们已初步筛选出10多个玉米新品种,综合性状表现优异,将进一步参加广东区鲜食玉米品种比较试验并进行审定。

 

  Q6、你们与广东省科学院接下来还有哪些方面合作或者计划?你们与广东省科学院接下来还有哪些方面合作或者计划?

  傅航:2021年9月27日,三亚市崖州区政府与广东省科学院签署全面战略合作框架协议,并达成27项合作工作清单,目前双方在技术服务、智库支撑、人才服务及技能培训等合作领域已取得显著成效。广东省科学院积极探索CRO机制,布局南繁产业链,启动一站式南繁种业CRO服务后,已高效完成CRO服务团队组建并持续优化南繁种业CRO服务标准,依托三公里村数字生态农业示范基地已为南繁科研单位提供玉米、花生种植(约50亩)CRO服务,累计引进玉米、大豆及甘薯等新品种数百个,最大限度地发挥展示示范的辐射带动和良种推介作用。

  同时,为进一步贯彻落实协议内容,强化技术支持和产业支撑,带动崖州区集体经济发展,接下来,崖州区农业农村局将面向我国南繁硅谷建设、乡村振兴战略实施及农业农村现代化的重大需求,以27项重点任务清单为契机,持续拓展与广东省科学院在科技孵化器建设、科普示范基地、种植试验、数字生态农业示范基地、装备制造和农业设施化建设等方面合作,充分发挥崖州区国家现代农业产业园南繁种业集聚优势和广东省科学院资源优势,创新合作机制,携手建设南繁种业与健康双创产业园和琼粤科技合作城,共同打造创新引领、产业带动、人才集聚、产城融合的区域科技合作示范区。

来源|海南日报

 

  庞新华:目前广西亚热带作物研究所与广东省科学院南繁种业所主要合作内容为甘蔗杂交花穗生产等,为拓展与广东省科学院南繁种业所合作的领域和深度,进一步巩固和强化双方长期、紧密的合作关系,深化双方在甘蔗种质创新育领域的交流,培育出具有高糖、丰产稳产、抗病性好、宿根性强、生长稳健等优良性状出的新品种,我所希望以种业CRO模式合作为契机,进一步与广东省科学院南繁种业所组成甘蔗育种攻关联合体,多措并举在在种质资源深度挖掘研究领域上持续发力,加快开展甘蔗种源“卡脖子”技术攻关,助推优化甘蔗育种技术体系,加快培育战略性新品种,为促进蔗糖产业高质量发展争取做出更大贡献。

广西壮族自治区亚热带作物研究所科研平台

 

  王金玲:基于单倍体工程化育种成套技术,加快玉米新品种选育速度,培育具有市场推广应用价值的玉米新品种,是种星种业与广东省科学院南繁种业所长期合作共识。自合作以来,双方通过南繁育种技术转化试验平台的实施,充分发挥各自优势,不断提升玉米工程化育种的规模和水平,并在玉米品种和技术创新方面取得了显著进展。

  接下来,双方将严抓落实诱导系繁育工作,致力在耐热型甜玉米选育上持续发力,海南岛地处亚热带/热带地区,夏季高温导致耕地闲置,无法实现玉米常年种植,选育耐热型玉米特别是耐热型甜玉米,能有效解决夏季不适宜种植玉米的问题,可实现甜玉米品种的周年性生产,对提高土地利用率、农产品价格和农民增收,促进玉米产业化发展具有重要的意义。

种星黄甜玉米152

种星紫甜玉米289

 

  Q7、在服务国家南繁硅谷建设方面,研究所/产研院接下来还有哪些主要工作和计划?

  王勤南:立足于国家“南繁硅谷”发展战略和规划,研究所/产研院接下来将严格落实以下事项:

  一是不断提升南繁种业CRO服务系统全要素保障,积极探索更加高效的CRO机制,助力“南繁硅谷”建设。拓展南繁育种基地建设,着力谋划南繁CRO服务,基于海南乐东、五指山、崖州区三公里村等多个试验种植区和南繁种业育种技术转化试验平台,深化拓展南繁种业CRO服务项目,持续优化南繁CRO服务指南。

  二是发挥海南省农民田间学校作用,积极谋划南繁产业培训机构,立足于崖州区当地农民生产实际和需求强化新型职业农民培训,进一步助推农民形成南繁CRO服务主力军,让当地农民有更多获得感和幸福感。

  三是积极开展南繁育种技术攻关研究,启动科研领域的CRO模式,确实让种业CRO成为种业关键技术攻关、种业科研成果转化和高质量打造“南繁硅谷”的加速器,实现南繁事业“产业化”。

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/-D-QbNLIMn2cCiyOK0pmEQ

策划编校|省科学院综合办公室

信息来源|省科学院南繁种业所/海南产研院