种子及种子工程的发展趋势
刘明久
农学系
2004、7
• 良种的作用
• 中国的粮食问题
• 种子工程的确立及意义
• 种子技术研究
• 中国种业面临的问题
• 国内外种子的发展趋势
一、良种的作用
1、品种及种类
品种（cultivated variety）
种类：自交系品种，杂交种品种，群体品种，
无性系品种
2、良种的概念
优良品种的优质种子
3、良种的级别
育种家种子
原种
良种
4、良种的繁殖
（1）“三圃制”法
（2）四级良种繁育程序
育种家种子----原原种----原种----
良种
5、良种的作用
（1）增产
（2）优质
（3）稳产
（4）扩大种植面积
（5）适应机械化
二、中国的粮食问题
• 粮食问题
俗语：民以食为天，食以农为本，农以种
为先，种以质为根；无农不稳，无工不富。
总的状况是：产量递增但人口压力更大；
丰年有余但地区极不平衡；农业技术不断发展
但环境威胁越来越大；品质较差;农技队伍涣
散;种田积极性下降;粮食安全处于临界期，稍
有不慎就可能不良后果。
• 上世纪末，美国的布朗博士曾提出“中
国威胁论”；美国政府拿粮食问题抨击
中国；我们解决了粮食问题。但应该清
醒地看到，中国的粮食问题不容忽视，
应谨慎对待。
• 目前我国人均粮食400公斤，属于低消费水平
的温饱型消费，西方国家人均700--800公斤。
• 我国1、3亿公顷耕地，生产4、6亿T的粮食；
人口增长1000多万/年，到2010年需生产亿T
，2020年需生产6、4亿T，2030年我国人口将
突破16亿，预计粮食的总需求大于总供给，需
净进口粮食2700万T，粮食自给率为95%。
粮食生产的主要威胁
• 人口增长：人增地减，不可逆转。
• 营养问题:V和矿物质缺乏带来了疾病的发生.
• 农药污染:年200000T农药使用量不仅使虫产生
了抗性,而且污染了环境,影响了人民的健康.
• 资源的相对短缺:
耕地：亿公顷，人均公顷（世界人均公顷）
水资源匮乏。
森林覆盖率低。
自然灾害频繁。
小规模生产。
科技水平低，创新能力差。
• 粮食问题的解决政策上依靠科技投入，
技术上依赖生物技术：
• 一是降低成本;
• 二是提高产量；
• 过去农作物产量提高主要依赖三个方面：
投入的增加，品种的改良，面积的扩大。
新华网消息
• 在党的十六大精神指引下，2003年各
地区各部门按照中央的要求，加大了解
决“三农”问题的力度，抵御住了突如
其来非典疫情的严重冲击，克服了多种
自然灾害频繁发生的严重影响，实现了
农业结构稳步调整，农村经济稳步发展，
农村改革稳步推进，农民收入稳步增加，
农村社会继续保持稳定。
• 同时，应当清醒地看到，当前农业和农村发展
中还存在着许多矛盾和问题，突出的是农民增
收困难。全国农民人均纯收入连续多年增长缓
慢，粮食主产区农民收入增长幅度低于全国平
均水平，许多纯农户的收入持续徘徊甚至下降，
城乡居民收入差距仍在不断扩大。农民收入长
期上不去，不仅影响农民生活水平提高，而且
影响粮食生产和农产品供给；不仅制约农村经
济发展，而且制约整个国民经济增长；不仅关
系农村社会进步，而且关系全面建设小康社会
目标的实现；不仅是重大的经济问题，而且是
重大的政治问题。全党必须从贯彻“三个代表
”重要思想，实现好、维护好、发展好广大农
民群众根本利益的高度，进一步增强做好农民
增收工作的紧迫感和主动性。
• 当前和今后一个时期做好农民增收工作的总体
要求是：各级党委和政府要认真贯彻十六大和
十六届三中全会精神，牢固树立科学发展观，
按照统筹城乡经济社会发展的要求，坚持“多
予、少取、放活”的方针，调整农业结构，扩
大农民就业，加快科技进步，深化农村改革，
增加农业投入，强化对农业支持保护，力争实
现农民收入较快增长，尽快扭转城乡居民收入
差距不断扩大的趋势。
• 一、集中力量支持粮食主产区发展粮食产业，
促进种粮农民增加收入
（一）加强主产区粮食生产能力建设
• （二）支持主产区进行粮食转化和加工
• （三）增加对粮食主产区的投入
• 二、继续推进农业结构调整，挖掘农业内部增
收潜力
（四）全面提高农产品质量安全水平
• （五）加快发展农业产业化经营
• （六）加强农业科研和技术推广
• 三、发展农村二、三产业，拓宽农民增收渠道
• 四、改善农民进城就业环境，增加外出务工收
入
• 五、发挥市场机制作用，搞活农产品流通
• 六、加强农村基础设施建设，为农民增
收创造条件
（十四）继续增加财政对农业和农村发
展的投入
• （十五）进一步加强农业和农村基础设
施建设七、深化农村改革，为农民增收
减负提供体制保障
• （十六）加快土地征用制度改革
• （十七）深化粮食流通体制改革。
• （十八）继续推进农村税费改革
• （十九）改革和创新农村金融体制
• 八、继续做好扶贫开发工作，解决农村
贫困人口和受灾群众的生产生活困难
九、加强党对促进农民增收工作的领导，
确保各项增收政策落到实处
三、种子工程建设
• 意义
• 内容
• 效果
• 趋势
四、种子技术的创新发展
• 人工种子(MAN-MADE SEED)
• 种子引发技术(SEED PRIMING)
• 种子的超低温保存(CRYOPRESERVATION)
• 种子的超干贮藏(ULTRADRY SEED STORAGE)
• 种子的包衣技术(SEED COATING) 含种子丸
化(SEED PELLETING)和种子包膜(SEED
ENCRUSTING)
• 种子纯度的鉴定(电泳法)
• 基因技术
转基因技术
• 粮食问题的解决政策上依靠科技投入，
技术上依赖生物技术：
• 一是降低成本;
• 二是提高产量；
• 过去农作物产量提高主要依赖三个方面：
投入的增加，品种的改良，面积的扩大。
日本将玉米基因植如水稻
• 日本农业科学家将玉米基因植入水稻，使水稻的光
合作用提高了结40-100倍。研究人员将玉米磷酸烯醇
丙酮酸羟基酶（ PEPC）基因导入水稻，结果发现：
水稻的炭固化提高了5%-100%，光合能力提高了40-
100倍，基本达到玉米光合能力水平。科研小组人为：
虽然光合作用提高了，但把二氧化碳固化为四个碳原
子氧化物的碳植物除PEPC外，还有二种重要的酶，若
在这一成果基础上进一步研究，水稻进一步增产将便
成可能。
转基因水稻生产球蛋白
• 日本东京理科大学的千叶丈教授最近成功用转基
因水稻生产出预防乙肝病毒的球蛋白，这有可能为用
廉价而又安全手段生产预防肝炎药物提供新思路。目
前有效预防这种疾病的免疫球蛋白是使用受过感染的
人的血液精致而成，价格昂贵。千叶丈把制造乙肝病
毒的抗体基因植入水稻细胞中，加以栽培，成功地从
水稻叶子中提取了这种抗体，在试管中的试验表明：
这种抗体对病毒产生了抑制作用。据估算用这种方法
每人0。1hm2的转基因水稻可提取10克球蛋白，足够万
名新生儿注射用。
保健稻在日本培育成功
• 日本农林水产省农业生物资源研究
所的科学家利用转基因技术把大豆球蛋
白的基因植入水稻中培育出“保健稻”
，在大豆球蛋白中，赖氨酸含量比普通
稻高1倍左右，并可降低人体血液中的胆
固醇，这种水稻即将扩大到大面积栽培
试验中。
美国发现令植物迅速生长的基因
• 美一机构在芥属植物中通过控制幼苗中的
基因“斜视”（SQUINT），结果发现幼苗迅
速成长为成年植株，该基因被抑制后，幼苗一
长出就有成熟植株的叶子，这说明跳过了幼年
期，直接进入成年阶段，开花结果阶段不受影
响，这种被改变的基因可以通过种子传递给后
代。科学家证明水稻、玉米中存在Squint基因，
这一发现有助于使其跳过易遭受虫害的生长阶
段。
富铁转基因稻培育成功
• 瑞士苏黎世植物科学研究所新近培
育出一种富含铁元素和胡罗卜素的转基
因稻，经鉴定该稻生产的米对防治因缺
铁和维生素A引起的贫血症具有良好的效
果。这种稻米的含铁量是普通米的3倍，
由于富含B胡罗卜素，米呈黄色，B胡罗
卜素是VA的维生素原，在普通稻中含量
很低甚至没有。
微型水稻
• 日本农林水产省培育出稻杆不足普通稻1/20
高的微型水稻，抽穗时也只能长到5CM，因而
不易被风刮倒，产量有望提高。研究人员利用
名为“转位子”的基因，这种基因通常处于睡
眠状态，“转位子”是一种“活动基因”。它
潜伏在其它基因的各个部位，控制他们的作用。
研究人员通过在特殊条件下培育水稻，让“转
位子”基因苏醒，并且破坏其它一些基因，培
育出这种矮杆，叶宽的水稻。
• 与以外部植入基因不同，研究人员这次是利用
农作物本身具有的基因，培育新的品种，因此
推广普及的可能性极大。
让奶牛产人奶
• 当前专家认为：人奶是喂养婴儿的理想食
品，产妇乳泌量小，人工喂养对婴儿免疫带来
不良影响。荷兰生物工程技术人员采用转基因
培育出一批专门用来分泌“人奶”的乳牛，研
究人员从产妇细胞中分离出构成人奶特有的6
种蛋白质基因，然后转植到母牛的受精卵中，
这种牛犊出生长大后，它们分泌的乳汁中就含
有与人奶完全相似的蛋白质成分，用它喂养婴
儿与人奶完全一样，对婴儿的成长、发育和免
疫是十分有益和有效的。
种子行业面临的挑战与机遇
• 中国开放市场后,国外种子企业对中国市场虎视
眈眈,现已有十多家企业进驻,美国的“先锋”公
司、杜邦、辉瑞等已打入国内市场,使中国的育
种、种子市场雪上加霜;
当然机遇也是有的,传统.人员.
才智.优势要求我们要保住国内市场
200-300亿元的市场,而且要争夺国际
市场200亿美元的市场,包括粮食.棉
花.花卉.牧草;六大公司的辉瑞.杜
邦.孟三都.美家.道化学.先锋合计
年销售额为亿美元,利润为亿
美元.
WTO对农作物育种的挑战
• 1.仍处于计划经济体制的运行机制中
• (!).育种主题属政府组建和资助的大专院校和科研机
构
• (2).育种目标由行政主管部门制定,经费由政府财政划
拨
• (3).育种人只完成项目,不考虑育成品种的应用、发展
和应获得的回报.
• 2.突出问题
• (1).缺乏应有的活力
• (2).育种目标不灵活:跟不上市场变化.
• (3).育种-生产分离脱节,育种单位缺乏后劲.
• (4).种子部门实力、规模太低,缺少市场竞争能力.
• (5).面临强大的国际竞争
•一.现
状
主要农作物的国内外价格
国内价格 国际价格 配额内价格 配额外价格
棉花 12500 10000 11400 15800
小麦 1100 970 1107 1810
玉米 1140 810 924 1510
大豆 2110 1460 1700 1700
（元/吨）
应采取的对策
• 目标:保住国内市场,占领国际市场.
• 1.育种目标放眼国际市场
• (1).主要农作物育种是降本增效:包括节水.提高肥效.
改善品质(营养.加工.安全).
• (2).大力发展“新特优”作物品种:小杂粮及“四特”
作物(颜色.气味.口味.功能)
• (3).着眼市场,既有社会效益,又有经济效益,发展壮大
自己.
• 2.建立育繁推销一体化体系
• 发展规模经济，提高竞争能力。
• 3.加强国际间合作:学习国外先进的生产方式.
技术和营销策略,让中国种业走向世界,让世界
种业和消费者了解中国.
• 4.完善种子立法:符合国际法规和惯例特别在专
利保护.质量保证.新品种选育支持.种质资源
保护等方面完善立法,加紧实施.
农作物育种的发展趋势
• 总的来讲,产量是永恒的主题,品质已上
升到育种日程,抗异性是生产上的主要矛
盾, 也是保证产量、品质的关键;杂种优
势越来越普及;育种途径呈多样化,新技
术.新方法不断出现;基因工程将发挥突
破性的作用;新技术与常规方法结合将会
发挥巨大作用.
.
• 一. 水稻育种的趋势
– 杂种优势与常规方法并驾齐驱,杂种优势呈现出
更强的势头.
– 袁隆平的“三大战略”
– 超级稻的育种目标及途径
– 育种方法的新突破
– 1.两系法的突破
– 2.新核型的创新思路
– 3. 优质稻的开发
– 4.基因技术的应用
– 5.抗除草剂(Bar)品种(抗药. 防杂)
目前水稻的产量水平（t/hm2）
（95---96年）
品种类型 常规稻 杂交稻
早籼
南方单季稻
北方粳
晚籼
6、75
7、50
8、25
7、5
7、50
8、25
8、25
7、50
超级稻目标
超级稻品种
超级稻的技术集成和示范
新核型育种
优质稻
优质稻育种
• 1999年5月朱总理提出我国粮食已由长期短缺
变成总量大体平衡.丰年有余,优质品种相对不
足.
• 1997年世界稻谷总量*10-8T折合精米*10-
8T,亚洲占90%,我国总产为*10-8T,占世界
的35%;国际市场上大米的贸易量为2200*10-
4T(占6-7%),我国出口贸易量127*10-4,仅占总量
的%.97年泰.越.美为出口大国,达到50%,进
口大米最多的是伊朗.中国.印尼.日本.巴西.
马来西亚,每个国家达100*10-4;香港的65%的
大米来自泰国,内地仅占3%.
• .稻米的贸易量逐步上升优质稻将显
得更加重要.
•
小麦育种的趋势
• 1.超级麦的育种目标
• 2.品质育种及专用小麦
• 3.细胞工程.染色体工程.基因工程的利用
• 4.杂交小麦的选育
表 650-700KG/亩产量结构模式
产量因素 每亩穗数(万)*穗粒数*千粒重(g)
优化模式
解的次数
频率/(%)
**43
115
38*43*
165
**40.
1
99
三大工程
• 细胞工程:包括花药培养.原生质体培养.
体 细胞杂交.体细胞无性系变异等
• 染色体工程:指利用小麦族中的近缘种与
小麦中的染色体交换.取代及易位等
• 基因工程:包括基因的构建和遗传转化及
转基因植株的鉴定.(分子标记),目前基
因工程的主要性状是抗除草剂.籽粒品质.
淀粉结构.抗黄矮病.抗病虫.及雄性不育.
玉米育种动向
• 1.雄性不育性的应用
• 2.优质专用玉米育种
• 3.基因工程创新
• 4.提高玉米的抗逆性
• 5种质资源的拓展
• 6.种子质量与产业化
棉花育种的发展方向
• 1.转基因棉花育种
• 2.彩色棉育种
• 3.超高产优质多抗品种选育
• 4.低酚棉
• 5.机械化采收
• 6.种子产业化
其他作物
• 1.油菜育种---杂优、品质、高油
• 2.大豆育种---转基因
基因技术与育种
• 基因技术的应用
• 基因品种的安全
