深圳无田却“育种”： 生物科技焕新农业图景

深圳无田却“育种”： 生物科技焕新农业图景

证券时报

朱健康在南方科技大学里的实验室虽简陋但成果丰硕。 余胜良/摄

证券时报记者 余胜良

寸土寸金的深圳，农田稀寥，但是孕育出了足以改变中国农业格局的生物育种力量。这份突破背后，是一群科学家、一批上市公司的持续攻坚。

近日，证券时报记者采访了扎根深圳光明区15年的唐晓艳、在南方科技大学任职的美国科学院院士朱健康以及华大基因旗下华大万物的多位农业专家。这座以科技创新为标签的城市，在水稻、马铃薯、大豆等作物育种领域持续突破：从绘制全球首个水稻超级泛基因组图谱，到培育出省工省力的“洁田稻”——深圳的科学家和企业正通过生物育种，改变中国农业的样貌。

水稻育种的“深圳方案”

在深圳，基础研究的突破与田间应用的创新相得益彰，为解决粮食生产中的难题提供了“深圳方案”。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所商连光团队，从基因层面破解了水稻育种的密码。2024年3月，该团队发布全球首个包含251份水稻种质的超级泛基因组图谱，将亚洲稻、非洲稻及野生稻的遗传变异“一网打尽”。

“过去的基因图谱像未打通山河的路段，我们的图谱则是贯通全域的高速公路。”商连光解释，这份图谱清晰标注了可能控制产量的关键基因，让研究者能精准“挑选”优异基因进行聚合，实现分子设计育种的跃升。目前，国外研究已开始参照这份图谱开展工作。

基于这份“基因地图”，商连光团队进一步挖掘出耐盐关键基因STG5，培育的耐盐碱水稻可在含盐量10‰的土地上生长（普通水稻在盐浓度超过0.3%时就会因渗透压失衡导致细胞失水死亡）。耐盐碱水稻这一突破让中国3000万亩沿海盐碱地有了变成良田的可能，为粮食增产开辟了新空间。

如果说商连光团队是“基因解码者”，那么唐晓艳团队则是“田间革新者”。15年前，从美国归来的唐晓艳带着抗除草剂水稻的研究思路扎根深圳，加入由美国科学院院士、北京大学现代农业研究院院长邓兴旺领衔创立的深圳市作物分子设计育种研究院，目标直指困扰农民的杂草难题。在光明新区60多亩试验田里，唐晓艳团队用化学诱变技术筛选出一株对除草剂抗性远超美国同类品种的“独苗”——其ALS基因发生W548M新突变，对除草剂的抗性是传统品种的10—15倍。

这株“独苗”后来被命名为“洁田稻”。农民播种后只需喷施一次配套除草剂，田间便几乎无杂草。更有突破性的是，唐晓艳团队研发的“广三系”杂交育种技术，打破了传统三系杂交水稻的恢保关系制约，让普通育种人员3年就能培育出优质不育系，而传统方法至少需要5—10年。袁隆平院士曾盛赞这一技术为“3G杂交育种技术”，其推广应用正加速杂交水稻的迭代升级。除了水稻，唐晓艳做的洁田小麦也已在河北推广。

从基因图谱的基础研究到田间应用的技术突破，深圳的水稻育种已形成“基础—应用—产业化”的完整链条，不仅解决了杂草、盐碱地等实际难题，更将育种周期大幅压缩。

智慧育种赋能传统农业

在深圳的生物育种版图中，技术正重塑传统作物的种植模式。华大万物的智慧育种系统与张春芝团队的马铃薯育种突破，是技术赋能传统农业的典范。

华大万物总经理刘欢认为，育种的核心是“让基因与性状精准对话”。该公司开发的全基因组大数据智慧育种系统CropGS-Hub，像一本“基因字典”，将基因与对应性状的关联清晰呈现——即便是没有深厚专业背景的操作者，也能通过系统工具快速找到目标基因组合。这套开源系统正积累越来越多的数据，成为育种者的“智能助手”。

依托这套系统，华大万物与云南大学合作培育的“多年生稻23”已通过审定，实现“种一次收三年”，大幅减少耕种成本；在玉米、稻米等领域，其“种子+服务”模式正推动品种改良与规模化种植结合。更具颠覆性的是沙漠改造技术：通过植物纤维粘合剂与沙子混合，可让不毛之地具备保水保肥能力，为农业拓荒提供了新思路。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所张春芝团队则在马铃薯领域掀起了一场“种子革命”。传统马铃薯依赖块茎种植，运输与种植成本高昂；而她团队培育的马铃薯种子，仅为芝麻的1/6大小，彻底改变了这一格局。

马铃薯育种的难点在于其基因组的复杂性——全球主栽品种多为四倍体，杂交育种时基因分离混乱，难以稳定遗传。张春芝团队从国际马铃薯中心种质库中发现了可育的二倍体资源，通过单倍体诱导技术将四倍体降为二倍体，再用传统杂交方式育种。

张春芝介绍，其培育的土豆品种单个重量在100—200克左右，目前产量达不到预期，相当于传统产量的60%—80%，但是品质好，蒸炖起来口感好，水分比较少，新品种有抗氧化作用，有丰富的胡萝卜素，市场上几乎没有同类品种。

探路生物育种最前沿

在生物育种的最前沿，朱健康团队的研究抢占了先机。

2022年全职加入南方科技大学担任前沿生物技术研究院院长的美国科学院院士朱健康，连年入选全球“高被引科学家”名单，是世界自然科学领域发表文章引用率最高的科学家之一。

朱健康的实验室看起来并不起眼，由南方科技大学校园内一处原城中村旧厂房改造，但各种顶级期刊的科研论文和基因编辑农作物，提升了实验室的“科技含量”。

他的团队开发的新型CRISPR-Cas酶，突破了海外的专利围墙，为中国基因编辑技术应用扫清了障碍。其主导研发的高油酸大豆，油酸含量从不足20%提升至80%以上，超过橄榄油，获我国首张农业用基因编辑生物生产应用安全证书，开启了高附加值大豆产业化的大门。

在改善食物健康属性上，朱健康团队的成果显著：番茄中伽马氨基丁酸（GABA，一种助眠成分）含量提升5倍；水稻、小麦中的淀粉可转化为抗性淀粉，降低升糖指数；鲜食玉米中抗虫抗病的丁布含量增加，同时甜味提升却不增加卡路里。“做科研不能只为发论文，要解决真问题。”朱健康的目标清晰而务实——让食物更健康。

同行评价，朱健康选择深圳，正是看中了这座城市将技术产业化的土壤。他的实验室诞生了多项国际领先成果，印证了深圳“小而精”的科研模式：规模不大，但聚集了全球人才，能快速将想法转化为技术。

政企研联动培育产业生态

深圳农业基础薄弱，却能在生物育种领域领跑全国，背后是政策引导与创新生态的双重支撑。

“深圳做生物育种，起步早、方向准。”中国种子协会副秘书长杨雅生回忆，深圳提出生物育种比国家层面早了8年。

杨雅生表示，深圳虽然没有农业耕地，但是有领先全国的技术研发优势，还有一大批高科技企业，在科研方面投入巨大。在政策支持下，深圳拢聚了一批和育种、生物技术有关的龙头公司和研究机构。

早在2004年，深圳市就请了袁隆平院士前来兴建国家超级杂交水稻工程技术研究中心清华深圳龙岗研究所，并建立碧岭现代农业科技园国家超级水稻科研基地；2007年，华大基因落户深圳，建设了多个高水平实验室，成为基因测序龙头企业。

政策也吸引了一批顶尖人才：唐晓艳团队获光明区支持，建起试验田；朱健康选择南科大，领跑基因编辑应用；商连光团队绘制全球首个水稻超级泛基因组；张春芝团队改写马铃薯育种规则。

资金渠道的多元化也在为科研“输血”：唐晓艳团队既获政府课题经费，也通过技术授权获得收入；华大万物依托市场化运作，将技术转化为产品；朱健康团队的成果正通过产业化合作推向市场。这种“政府支持+市场驱动”的模式，让科研既瞄准国家需求，又对接产业痛点，结出累累硕果。