近些年，我國農業(yè)科技成果有什么？許多人都會脫口說出一項：超級稻。
其實，你所不了解的農業(yè)科技成果還有很多：我國培育的小麥品種，最高畝產達750公斤；培育的玉米品種畝產800公斤至1000公斤，最高單產1400公斤；我國首創(chuàng)轉基因三系雜交抗蟲棉，有效替代了國外的技術和品種；禽流感、口蹄疫疫苗技術在世界上具有領先水平……
從農業(yè)機械的發(fā)明發(fā)展、化肥農藥的使用、育種技術的創(chuàng)新，到當前以生物組學技術、轉基因技術、數(shù)字農業(yè)技術等為代表的前沿技術，我國的農業(yè)科技創(chuàng)新，帶動了一輪又一輪的農業(yè)科技革命。
“東方橄欖油”：雙低菜籽油
我國百姓所食用的80%的油脂和60%的蛋白質是由油料產品加工或轉化而來。而油菜是最主要的國產食用植物油脂來源，油菜種植有兩大優(yōu)勢：第一，油菜是產油效率最高的油料作物之一，油用比例達100%；第二，油菜是冬作物，主要利用冬閑田生產，不與糧食作物爭地。
雙低菜籽油菜是指低芥酸、低硫甙油菜,雙低菜籽油由于其脂肪酸組成十分均衡，是目前公認的最健康的食用植物油，被譽為“東方橄欖油”。一是因為容易引發(fā)心血管疾病的飽和脂肪酸在雙低菜籽油中含量十分低，平均只有7%，在植物油中最低。二是有助于降低膽固醇，預防心血管疾病的油酸（單不飽和脂肪酸）含量達60%，僅次于橄欖油（75%）。
20世紀90年代末以來，我國有效克服了油菜雙低與高產、優(yōu)質與抗病兩大矛盾，培育一大批高產抗病雙低油菜新品種。到2009年，全國油菜優(yōu)質化率（雙低率）達到90%以上，平均畝產達到125公斤，單產和總產比90年代末均增長了約25%，菜籽油占國產油料作物產油量的比例進一步提高到57%，同時顯著提高了菜籽油品質，增加了優(yōu)質飼料蛋白的供給能力。
目前，國內科研機構已經培育出油菜新品種—“中雙11號”，它高產、含油量高、抗菌核病、適于機械化收獲。“中雙11號”在國家區(qū)區(qū)域試驗中平均畝產167.3公斤；含油量達到49.04%。據測算，含油量每提高一個百分點，全國油菜產業(yè)可增收7億元左右。
轉基因抗蟲棉：經濟效益、生態(tài)效益兼收
上世紀90年代初，中國大地上曾經出現(xiàn)過這樣一幅景象：學校停課放假，解放軍奉命下鄉(xiāng)。干什么呢？下棉田抓棉鈴蟲。
小小棉鈴蟲爆發(fā)起來，曾經讓棉花產量損失30～50%，而原料短缺又導致工廠停工。
為什么不使用農藥防治呢？舉個數(shù)字：1992年，我國農藥的使用量是80萬噸，其中60%為殺蟲劑，30%用于防治棉鈴蟲。長期大量地使用農藥，使棉鈴蟲產生了強烈的抗藥性，曾經出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：將棉鈴蟲泡在農藥原液中，棉鈴蟲扭來扭去很長時間不死，一只雞走過來，吃了正在扭動的棉鈴蟲，沒一會就死了。
真的對棉鈴蟲就毫無辦法、無計可施了嗎？轉基因生物技術找到了解決棉鈴蟲問題的方法。在土壤中有一種細菌，叫做蘇云金芽孢桿菌，它可以產生一種殺蟲晶體蛋白質，而這種殺蟲晶體蛋白質是棉鈴蟲的克星，被棉鈴蟲食用后，會導致棉鈴蟲產生“胃潰瘍”直至“胃穿孔”，最終引起棉鈴蟲死亡。中國農業(yè)科學院生物技術研究所的科研團隊根據蘇云金芽孢桿菌殺蟲晶體蛋白基因的序列，按照棉花基因的特征，在實驗室合成了這個殺蟲晶體蛋白基因，把基因導入到棉花體內，最終獲得了含有殺蟲晶體蛋白基因的抗蟲棉。這一成功讓中國成為繼美國之后，第二個獨立自主培育出抗蟲棉的國家。
為了延長抗蟲棉的安全使用壽命，科研團隊一鼓作氣，在世界上率先培育成功了轉基因雙價抗蟲棉。雙價抗蟲棉中除了含有殺蟲晶體蛋白質基因外，還有一個來源于植物的豇豆胰蛋白酶抑制劑基因。
1998年抗蟲棉和雙價抗蟲棉均通過了國家的安全性評價，開始大規(guī)模商業(yè)化應用。截止2011年，國產抗蟲棉累計推廣面積4.34億畝，按每畝地節(jié)約使用農藥0.5公斤，增收節(jié)支140元計，累計減少農藥使用2.17億公斤，實現(xiàn)經濟效益607億元。同時，棉農的勞動強度和防治成本顯著下降，棉農中毒事件降低了70%到80%，棉田生態(tài)環(huán)境得到明顯改善。
綠色農業(yè)的“新兵”：植酸酶玉米
植酸酶玉米是什么？與普通玉米相比，它有什么優(yōu)點？
玉米是主要的飼料原料。植酸酶是飼料業(yè)使用的重要酶制劑，主要作用是提高動物對飼料中磷和蛋白質、金屬離子的利用效率，提高動物的生產性能，顯著降低動物糞便中磷的排泄量，減輕由此造成的環(huán)境污染問題。
植酸酶玉米是把植酸酶基因轉到玉米中得到的轉基因玉米，在玉米籽粒中高效表達、積累植酸酶蛋白，籽粒含有高活性植酸酶。植酸酶玉米既具有普通玉米的營養(yǎng)成分，又增加了普通玉米不具備的富含植酸酶這樣的一個新性狀。
植酸酶玉米的原理是：玉米等飼料原料中含有豐富的磷但主要以植酸形式存在，豬、雞、鴨、魚蝦等不能有效利用，需要添加磷酸氫鈣滿足生長需要，造成磷資源浪費。同時，植酸是抗營養(yǎng)因子，它和鈣、鐵、鎂、鋅、蛋白質形成不溶性的螯合物，嚴重影響動物對這些營養(yǎng)物質的吸收利用。植酸酶可以專一地分解植酸，釋放磷元素，同時解除對鈣、鐵、鎂、鋅、蛋白質的束縛，提高飼料利用率。
植酸酶玉米的優(yōu)點：在我國嚴重缺磷，每年進口110萬噸以上的情況下，植酸酶玉米將替代傳統(tǒng)飼料中50—70%的磷酸氫鈣；提高動物對飼料磷的利用率60%，肉、蛋產量、質量改善；減少糞便中磷的排泄量40%，顯著減少磷的污染，有利于環(huán)境保護。
植酸酶玉米研究歷經12年完成，是轉基因育種范疇內的一個成功實例。目前，我國飼料用植酸酶玉米的技術成熟度是國際領先的，獲得安全證書后引起國際知名機構和媒體的廣泛關注。它的產業(yè)化將是我國農業(yè)生物技術的又一個里程碑。
現(xiàn)代農業(yè)的最高境界：智能植物工廠
農民種地能像產業(yè)工人一樣在車間內不受氣候的影響、按部就班地進行生產嗎？
答案是：可以。正是智能植物工廠技術的突破，改變了“臉朝黃土背朝天”的傳統(tǒng)農耕景象。
植物工廠，顧名思義就是在工廠條件下進行植物生產。專業(yè)上定義為“通過設施內高精度的環(huán)境控制實現(xiàn)農作物周年連續(xù)生產的高效農業(yè)系統(tǒng)，是利用計算機對植物生育的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境要素進行自動控制，不受或很少受自然條件制約的省力型生產。”植物工廠被認為是“現(xiàn)代農業(yè)的最高境界”，優(yōu)勢表現(xiàn)為：作物生產計劃性強，不受外界氣候的影響，一年可收獲葉菜15—18茬；多層式、立體栽培，單位面積產量為露地栽培的30—40倍，生菜產量可達150噸/1000m2·年；機械化、自動化程度高，工作環(huán)境舒適，可吸引年輕人從事農業(yè)生產；不施用農藥，產品安全無污染；不受土地的限制，甚至可在外層空間和其他星球上進行植物生產。
為此，我國科學家通過十多年的艱苦努力，目前已經在智能植物工廠的關鍵技術方面取得了重要突破。首先，在植物工廠的數(shù)字化測控技術方面，研制了可實時對植物工廠內部溫度、濕度、光照、CO2和營養(yǎng)液（EC、pH、溶氧、液溫）等關鍵因子進行數(shù)字化檢測與自動化控制的測控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能化管理；其次，在LED人工光源技術方面，摸清了適宜于植物工廠蔬菜栽培各單色光的光譜組成，研制出了植物工廠LED節(jié)能光源及其控制裝置，節(jié)能率達60%以上；第三，研制成功了多層立體栽培及營養(yǎng)液循環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了多層立體無土栽培，蔬菜栽培周期僅18－20天，大大提高了土地利用效率。目前，智能植物工廠技術已經在北京、山東、遼寧、吉林、江蘇、廣東等地推廣應用，取得了良好的社會經濟效益。
智能植物工廠關鍵技術的突破不僅使我國成為國際上少數(shù)掌握植物工廠核心技術的國家，大大提升了我國在農業(yè)高技術領域的國際競爭力，而且也為我國未來解決耕地資源緊缺、人口增長、食物需求上升、農業(yè)勞動力老齡化等問題找到了有效的途徑。
其他技術：走在世界農業(yè)科技的前沿
上文列舉了食用油、棉花、玉米、蔬菜等4項農業(yè)技術的最新研究成果，它們在我們的生活中必需或常見。其實，在我國農業(yè)科技領域還有一些重大關鍵技術取得突破。
—家蠶功能基因組研究居世界領先水平。中、日兩國科學家合作，成功組裝了家蠶基因組序列精細圖，序列覆蓋度達到8.48，基因覆蓋率達99.6%。家蠶基因組精細圖是世界上第一張鱗翅目昆蟲基因組序列精細圖。我國科學家進一步采用Illumina-Solexa測序技術，選取代表性的29個家蠶突變品系和11個不同地理來源的中國野桑蠶系統(tǒng)進行了全基因組重測序，揭示了354個蛋白編碼基因受到了馴化和人工選擇壓力的影響，研究成果于2009年10月16日在《Science》發(fā)表。研究成果極大地推動了鱗翅目昆蟲基礎生物學研、蠶絲新產業(yè)技術以及農林害蟲防治新措施的研發(fā)。
—海水養(yǎng)殖新品種培育與良種化進程顯著加快。研發(fā)了數(shù)量性狀的育種值評定、遺傳性狀的分子解析和多性狀復合育種等關鍵技術，定位和克隆了一批與重要性狀相關的功能基因和QTL，突破了扇貝等大規(guī)模高通量開發(fā)SNP標記的關鍵技術；培育出“海大金貝”蝦夷扇貝、“中科紅”海灣扇貝、“981”龍須菜、“東方3號”海帶、“黃海2號”中國對蝦、“東優(yōu)1號”雜交鮑、“申福1號”壇紫菜、“水院1號”刺參8個水產新品種，使我國貝、藻類育種技術水平位居世界前列。通過技術示范、應用轉化與產業(yè)基地建設，初步建成現(xiàn)代海水養(yǎng)殖種子工程技術創(chuàng)新體系，養(yǎng)殖種類遺傳改良率和良種覆蓋率分別達到25%和55%以上。
—藥物靶標發(fā)現(xiàn)與新煙堿類化合物創(chuàng)制進展顯著。首次在國際上提出順硝烯策略，并系統(tǒng)開展新煙堿殺蟲劑創(chuàng)制研究；發(fā)現(xiàn)了一個具有全新作用機制并高效防治褐飛虱和煙粉虱的殺蟲劑候選藥，對煙堿型乙酰膽堿受體具有顯著拮抗活性；發(fā)現(xiàn)了一個可用于防治絳蟲和球蟲的候選獸藥，對煙堿型乙酰膽堿受體具有超高激動劑活性。具有自主知識產權的“哌蟲啶”已獲得農藥臨時生產許可證，正在大規(guī)模推廣示范。新發(fā)現(xiàn)的兩個候選藥物在殺蟲劑和獸藥方面均具有極好的市場前景，對加速我國進入農業(yè)藥物創(chuàng)制的先進國家行列具有重要意義。
—基因工程疫苗研究為我國畜禽疫病的防控提供技術支撐。針對口蹄疫、禽流感、藍耳病、豬胸膜肺炎、豬囊蟲病等畜禽重要疫病，研制了重組亞單位、空衣殼、活載體等類型的疫苗70余種，其中已獲得轉基因生物安全證書50余項。采用家蠶桿狀病毒表達體系表達的AsiaI型、O型和A型3種口蹄疫空衣殼蛋白抗原的量可達到常規(guī)方法抗原產量的60-300倍，大大提高疫苗的免疫效果；研制了高致病性豬藍耳病弱毒標記疫苗和豬傳染性胸膜肺炎基因缺失活疫苗，解決了自然感染和人工免疫的鑒別難題；研制出致弱的8基因全禽源H5亞型流感病毒疫苗，具有廣泛的應用前景；首次研制成功了豬囊蟲病基因工程疫苗，在國內外疫區(qū)推廣使用。
……
功能基因組研究、動植物新品種創(chuàng)制、海水良種化、新型動植物生物反應器、生物農藥、基因工程疫苗、乳酸菌開發(fā)等等，我國農業(yè)領域生物技術在多方面取得的重大突破不勝枚舉。
在我國這樣一個農業(yè)大國，人口多，耕地少，人均資源相對不足，農業(yè)的發(fā)展正面臨著諸多挑戰(zhàn)。農業(yè)科技專家挑戰(zhàn)和攻堅前沿性科學問題，致力于解決農業(yè)發(fā)展中的關鍵性技術問題，必將對緩解我國人口、資源、環(huán)境壓力，提升我國農業(yè)現(xiàn)代化水平和農業(yè)高技術國際競爭力，都具有十分重要的意義。
