我国牧草产业发展现状与政策及建议

全基因组关联分析可能更适合从紫花苜蓿和羊草中挖掘优异基因资源。由于品种内个体间遗传变异较大，单个个体不能代表一个品种。因此，需要从一个品种中选择多个个体进行品种间全基因组关联分析，但目前尚不清楚应该选择多少个个体才能比较准确地代表一个品种的多态性。此外，紫花苜蓿和羊草的多倍体遗传特性增加了全基因组关联分析的难度。如果能攻克此项技术难关，可采用全基因组选择育种，即对覆盖全基因组的高密度分子标记进行育种值估计，并在其后代群体中轮回选择全基因组高密度分子标记育种值总和高的个体。

3、我国牧草育种创新发展的相关政策建议

目前，科技对全球农业的贡献率已经超过了56%。相比之下，我国牧草种业的发展十分滞后，牧草育种的科技水平低下，国家投入极少，现代科技几乎还没有进入牧草育种领域，牧草种业科技支撑不足严重制约了牧草种业现代化进程。据统计，自1997年科学技术部设立国家重点基础研究发展计划（“973计划”）至2014年，农业领域设立了60多个项目，而与草相关项目只有4个，且这些项目又以生态修复为主。尽管目前牧草种业蓄势待发，但“投入少、产出低、平台差”制约了我国牧草种业的科技发展，难以保障我国的食物安全。

中国科学院于2013年和2019年分别启动了“分子模块设计育种创新体系”和“种子精准设计与创造”战略性先导科技专项，获得了一批具有育种价值的分子模块，并为作物分子设计育种建立了分子模块设计育种理论与技术体系。与作物分子设计育种相比，牧草分子设计育种具有明显的复杂性和挑战性。

建议我国尽快设立“牧草分子设计育种”专项，通过技术创新，充分开发利用牧草资源，发展基于分子设计理念的牧草高效选育新体系，集成植物工厂智能精准育种加速技术、高通量表型获取技术等多种植物育种加速技术，从而加速培育高产优质牧草新品种。

3.1 牧草资源开发与利用

牧草种质资源是重要的国家战略资源，是农业科技创新、实现草牧业可持续发展的重要物质基础，对于保障粮食安全、建设生态文明、支撑农业供给侧结构性改革与可持续发展具有重要意义。牧草种质资源是筛选和培育优异牧草品种的基本材料和基因库，因而广泛搜集牧草种质资源是牧草育种的工作基础。在此基础上，系统全面地开展牧草种质资源鉴定与评价的研究工作，是挖掘出优异的牧草种质、进行牧草选育的基础；建立牧草种质资源科学统一的评价体系，将为进一步筛选优异的牧草材料、分析不同牧草品种之间的遗传关系，以及挖掘优异等位变异基因提供强有力的保障。

3.2 创新基于分子设计理念的牧草育种技术

常规育种手段主要依赖于经验，效率低。分子设计育种通过分子设计的方式精准改良牧草品种，是培育超级牧草品种的变革性技术。

3.2.1 基于丰富的牧草种质资源，结合多维组学手段，以基因型与表型等组学大数据为依托，通过对基因组数据、各类组学数据、表型数据及优异等位变异数据的整合，实现对优良牧草性状调控基因的快速挖掘与鉴定。

3.2.2 以基因编辑与合成生物学技术为依托，通过人工改造基因元件与人工合成基因回路，使牧草具备新的抗逆、高效等生物学性状，进而开展牧草重要品质与抗逆性状遗传变异规律和形成基础、牧草重要功能基因解析及调控机制等的研究。

3.2.3 加强早期选择、聚合育种、诱变育种、倍性育种、细胞工程育种、分子标记辅助育种、转基因育种及分子设计育种等新技术研究，构建牧草现代高效育种技术体系。结合我国牧草产区的物候条件特征，挖掘高产、耐逆、抗病、优质、高效相关的分子元件解析重要性状的分子调控基础，研发牧草高通量定向分子选育新技术，用于创制优异新品种。

3.3 建立牧草育种加速技术

基于智能物联网的植物工厂结构建设模型，集成水电一体化植物栽培、温湿度监控、水肥一体化控制、中央控制等系统，设计可变调整温、湿、光、肥栽培模组形成的全密闭洁净生产系统，创建精准高效牧草育种加速装备。利用活体成像、高光谱、CT断层扫描、核磁共振、无人机、遥感等高通量表型获取技术和手段，打造从试管到作物、从实验室到田间地头的完整高通量牧草选育技术，实现闭环验证“设计品种”的准确性。

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