种子是农业的“芯片”。作物种业前沿科技的全面发展和提前布局，对于我国抢占农业制高点、保障粮食安全生产、实现农业可持续发展具有重要战略意义。立足“十四五”、面向“十五五”，《作物种业前沿科技战略研究》一书紧密结合我国农业生产实际需求，围绕作物领域科技创新中急需解决的关键问题，旨在明确我国种业科技发展的主攻方向。

　　“农为国本，种铸基石”。作物种业是国家战略性、基础性核心产业，对促进农业长期稳定发展、保障国家粮食安全和国民营养健康及绿色发展意义重大。

　　▲ 育种技术发展历程（a）；全球商品化种子2020 年市场价值份额（b），数据来源：AgbioInvestor 公司2020 年数据

　　经典遗传学理论的建立催生了遗传育种技术。20 世纪初，通过玉米遗传杂交技术创制的杂交种使玉米单产增加70%，世界第一家杂交玉米种子公司“先锋良种”于1926 年诞生，开启了种子商品化时代。20 世纪60 年代，农业绿色革命诞生于矮秆基因品种的遗传选育。分子生物学理论和技术促成了现代生物技术爆发式发展，使得现代生物育种进入分子育种时代，转基因等育种技术已经改变了棉花、大豆等作物种业格局。经过长期发展，育种技术已经经历了传统的农家育种1.0 时代、遗传育种2.0 时代、分子育种3.0 时代，正在向设计育种4.0 时代迈进。目前，全球种业发展进入空前密集创新和产业变革时期，育种4.0已呈现多学科结合、多领域交叉的突进态势。育种技术升级换代已经颠覆了全球种子市场格局，推动全球种业逐步进入以现代生物育种占主导地位的新发展时期。因此，开展作物种业前沿科技战略研究是解决我国当下种业“卡脖子”问题、决胜未来新赛道的重要决策和基础。

　　▲ 全球作物前沿育种技。前沿技术融合促使育种从“试验选优”向“计算选优”发生根本转变，育种技术正迈入设计育种（育种4.0）新时代

　　目前，我国农作物良种覆盖率超过96%，其中自主选育品种占95%，基本实现了“中国粮”主要用“中国种”。但是一些农作物在质量、生产性能等方面与国际先进水平还存在明显差距。例如，大豆、玉米缺乏突破性品种和高效制种技术，单产仅为美国的60%左右；水稻、小麦虽基本实现自给自足，但部分优质和特用产品仍需进口，其中近五年水稻年均进口量在300 万吨以上，小麦年均进口量在800 万吨以上。园艺作物种质，有些需要国外补充，如番茄、甜椒；有些则主要依赖进口，如甜菜。总之，我国种业创新在育种共性核心技术研发上还存在一定的原始专利缺位、核心技术受制等短板，严重限制了优异种质资源创制。在当前中美贸易摩擦和科技竞争加剧的大背景下，种业“卡脖子”问题日益凸显，种业对科技创新的需求日益迫切。

　　针对这一态势，中国农村技术开发中心组织近百位专家系统梳理作物种业前沿技术，摸清作物育种技术发展现状，提出前瞻性育种技术方向和理论，探讨其未来发展趋势。在当前研究资源和研究水平的基础上，不断寻找更大发展和突破空间，为国家在种业科技项目布局等资源配置决策方面提供重要参考，对促进我国作物种业科技创新能力提升和作物种业前沿科技持续快速发展具有重要意义。

　　《作物种业前沿科技战略研究》共五部分内容，包括总论和原始创新篇、集成创新篇、持续巩固篇及重点突破篇等四个篇章。各篇章围绕作物种业前沿技术创新，分别从背景与需求分析、发展态势分析、瓶颈对策分析及未来战略构想四个方面，系统梳理了作物种业涉及的12 项重要前沿技术，包括性状组学、表型组学、微生物组育种、表观遗传技术、基因编辑、递送与再生技术、智能育种、育种工业技术、无融合生殖与杂种优势、合成生物学、从头驯化及倍性育种，并针对我国具有领先优势的从头驯化、基因编辑应用研发等领域和发展滞后的表型组学、合成生物学、智能育种等新兴技术，针对性地提出了相应的发展思路和建议。

　　本书可作为从事种业科技相关工作的科研人员的参考用书，也可为相关管理部门、科研院校、科技企业、咨询机构及关注种业科技发展的人员提供参考。

　　本文摘编自《作物种业前沿科技战略研究》（邓小明等主编. 北京: 科学出版社，2024.11）一书“前言”“总论”，有删减修改，标题为编者所加。