谷子又称为粟，是我国传统的粮饲兼用作物，具有抗旱耐瘠薄、营养丰富、保健功能突出等特点，是民众膳食结构改善和种植业结构调整的主体作物。
一、我国谷子种业的发展历程与现状
新中国成立初期，我国谷子的播种面积在1.47亿亩，是仅次于水稻和小麦的第三大粮食作物，目前全国年度播种面积2000～2100万亩，总产量520万吨左右。谷子种植主要分布在华北、东北和西北的干旱半干旱区域。近十年来，谷子生产以大户生产方式进行组织，形成了多个谷子优势产区。
（一）我国谷子种质资源丰富
我国是谷子的起源国，遗传资源丰富，从20世纪50年代开始，经过3次系统的全国性收集，目前保有资源28915份，占世界谷子资源总量的70%。山西、河北、河南和山东的资源数量占总数量60%左右。丰富多样的谷子资源，为我国谷子遗传育种基础研究和种业创新提供了坚实的基础。
（二）谷子遗传育种发展
科学的谷子遗传育种工作可以追溯至20世纪30—40年代，在20世纪50—70年代，育种主要是系统选择，从20世纪80年代开始，杂交育种逐渐成为主流。进入21世纪后，矮秆骨干亲本“矮88”的创制和育种利用，实现了株高的显著降低，衍生品种已达100多个，解决了谷子倒伏和适应机械化作业的问题。在杂种优势利用方面，我国发现了高度雄性不育系基因，与抗除草剂种质配合，实现了谷子杂交种的生产利用。
（三）谷子基础研究国际领先
在种业基础研究方面，我国率先在国际上完成了谷子基因组的测序，构建了国际上第一个基因组单倍型图谱和关联分析群体，发掘出一批谷子重要性状相关的基因位点，率先构建了高效的遗传转化体系，转化效率是国外发达国家的3倍以上，构建了核心种质和突变体库，形成了较为完善的谷子功能基因发掘和基因编辑的平台，发起并组织了首届国际谷子遗传学大会，提出并促进谷子成为功能基因研究的模式作物，使我国的谷子遗传育种研究保持国际领先地位。
（四）谷子种业格局初步形成
20世纪50—70年代谷子生产依赖于农民自留品种，谷子种业发展处于萌芽阶段。21世纪初，种子企业逐渐发展壮大，谷子种业体系初步形成。截至2021年8月底，我国完成登记的谷子新品种497个，从登记单位看，企业登记238个，占47.9%，科研单位登记259个，占52.1%，谷子种业发展迎来了蓬勃发展期。
二、我国谷子种业发展存在的不足
（一）种质资源的世界覆盖度差，种质资源精准鉴定评价未开展，具有重大应用价值的种质严重缺乏。虽然我国谷子资源数量在全世界最多，但主要是我国自己的农家种，近缘野生种和国外资源的数量很少。谷子种质资源表型和基因型精准鉴定评价仍处于起步阶段，表型精准鉴定规模小，基因型精准鉴定缺乏针对性，库存资源基本上未经过深度鉴定。株型紧凑耐密植高产的中矮材料、灌浆后期快脱水材料、跨生态区广泛适应的材料等具有重大育种应用前景种质极度缺乏。
（二）生物育种关键技术仍需加快发展，与大作物和世界发达国家差距巨大。和水稻等大作物相比，谷子关键性状遗传解析的缺乏，仅处在起始阶段，外源基因转化效率和基因编辑的效率仍然很低，且局限在少数几个模式品种上，全基因组选择、分子设计和人工智能育种等新兴交叉领域技术研发原始创新基本没有开展，这将严重影响谷子种业创新的后续深入发展。
（三）新品种同质化严重，杂交种的利用形式单一，真正有创新的突破性品种缺乏。自2018年开始品种登记以来，登记数量已达497个，数量呈现井喷式增加。但这些品种间差异极小，同质化严重，夏谷区基本是对“豫谷18”的改良，在株型、产量潜力上均没有新的突破。在杂种优势利用方面，目前所有的杂交种均是利用20世纪70年代创制的“蒜系28”的高度雄性不育基因，不育系繁种产量低且容易生物学混杂，急需开辟杂种优势利用新的途径。
（四）种业企业育种刚刚起步，商业化育种和原始创新的能力尚待提高。过去的谷子遗传育种一直由科研单位承担，谷子的商业化育种只是近几年才有的，而且仅局限在很少的几家公司。企业研发投入不足，创新能力有限，竞争力弱；标准化、程序化、信息化、规模化的商业育种体系尚未建立。同时，企业以出品种为目标，种业原始创新的种质创新和技术创新完全不开展，这也将限制谷子种业的长期健康发展和产业技术水平的高质量提升。
（五）谷子品种登记的管理制度有待完善，品种权保护应该加强。谷子属中小作物，目前品种管理实施登记制度。该制度所要求的DUS测试指标等，申请者均可自己完成，且登记并未要求必须进行DNA指纹检测和数据库同质品种比对等工作，使得品种登记门槛很低，造成品种数量的井喷和品种真实性的不确定，也为套牌种子提供了方便之门。
三、主要经验和未来发展思考
（一）加强谷子育种急需的种质创新和关键核心育种技术研发。我国谷子资源虽然数量巨大，但对世界产区的覆盖度低，且没有野生资源的收集和研究，在做好这两方面资源征集的同时，加强国内外优异谷子种质资源的收集保护、鉴定评价，规模化发掘、精准鉴定、创制具有重要育种价值的材料，特别是中矮秆紧凑株型、后期籽粒和植株快脱水、食味品质优质和广泛适应性等；加强谷子的育种基础研究，包括重要功能基因分析、优异单倍型发掘、分子标记开发，以及基因编辑、合成生物学、全基因组选择、智能设计育种等关键核心技术原始创新，实现传统育种技术与现代生物技术的结合，保持我国谷子遗传育种技术领先优势。
（二）加强科企联合和育种联合攻关，实施实质性派生品种制度。企业是未来的创新主体，但目前就谷子等中小作物而言，遗传育种创新的主要力量和科研积累仍在科研单位，从政策上鼓励科企联合，促进谷子育种人员向企业流动，相关改革和制度可以促进种业企业与科研、高校等研究机构合作。实施实质性派生品种制度，遗传相似系数大于92%且其原始品种也已获得授权品种，则实质派生性品种育成单位向原始品种权利人分享获益分成，真正保护原始创新，激励原创积极性。
（三）完善谷子等中小作物品种管理的登记制度，建立登记品种DNA指纹库，切实保护原始创新技术成果。为规范种业市场，避免品种雷同和套牌经营，最为有效快捷的途径就是建立登记品种的分子指纹数据库，并形成相应的国家标准，在品种登记、品种权申请等环节进行监测，对市场流通销售的种子进行检查，杜绝侵权套牌现象的发生。
谷子种业依托原始创新实现了种业发展从“0”到“1”的突破，可以预见，不久的将来，通过继续深入开展原始创新研究，在关键技术环节实现更多的技术突破，加强品种管理，必将能够推动谷子种业继续做大做强，实现产业水平和能力的快速提升，为保证我国人民的膳食健康作出积极的贡献。（作者系中国农业科学院作物科学研究所研究员、国家谷子产业技术体系首席科学家）
原标题：育种创新造就谷子种业新发展