“十二五”时期我国现代农业技术研究进展
作者单位：中国农村技术开发中心，中国农业科学院棉花研究所，华中农业大学植物科学技术学院，浙江大学农业试验站
本文详细总结和梳理了国家863计划现代农业技术领域总体实施情况，重点阐述了“十二五”期间国家863计划现代农业技术领域进展情况、取得的成果以及存在的问题、总结相关的组织管理经验，并为做好新形势下农业前沿技术研发工作，提出建设性建议，以期为“十三五”重点研发计划的顺利实施打下良好的基础。
“十二五”时期是我国进入增长速度换档期、结构调整阵痛期和前期刺激政策消化期“三期叠加”的历史时期，也是“新型工业化、信息化、新型城镇化、农业现代化和绿色化”五化同步发展战略的关键时期。新一轮全球科技革命和产业变革与我国加快转变经济发展方式形成历史性交汇，对以科技创新为核心的全面创新提出了更高的要求。
农业是国民经济的基础，我国农业面临着人均耕地少、农业结构不合理、产业化发展水平低、农业增产增收和农产品竞争压力增强、食品安全和生态安全问题突出等挑战。为解决我国“三农”问题，满足新阶段现代农业和农村经济发展对农业高技术的重大需求，必须加大科技投入，提高农业科技水平，持续提高农业综合生产能力，加快建设现代农业的步伐。在“十五”现代农业技术主题和相关专项的基础上，“十一五”期间，科技部在863计划中增设了现代农业技术领域(以下简称“863农业领域”)。“十二五”以来，863农业领域以自主创新为核心，坚持“突破前沿技术、创制重大产品、培育新兴产业、引领现代农业”的基本思路，设立了植物分子设计与品种创制技术、动物分子与细胞工程育种技术、农业生物制剂创制技术、农业生物环境控制与修复技术、农林生物质高效转化技术、数字农业技术与装备、食品制造与安全技术7个主题，覆盖了《纲要》规定的全部农业领域的前沿技术和9个优先主题。
项目实施以来，共获得国家授权发明专利1150项、国外发明专利58项;制订国家标准30项，地方、行业标准165项;获得国审新品种32个，新产品、新装置481项，软件登记著作权206项;发表EI、SCI、ISPT收录论文7772篇;获得省部级以上科技成果奖励154项，其中国家级科技成果奖励24项(国家发明奖8项、科技进步奖16项);实现成果转让158项，成果产值15.44亿元。相比“十一五”期间，国家财政对农业高技术研发领域的支持比重有了较大提高，但增幅仅为10.7%，远低于20%的预期;平均每个课题国拨经费的支持强度由“十一五”的197.3万元增加到了1034.7万元，增幅高达424.4%，表明课题集中度有了大幅度提高;大专院校、科研院所和企业承担国拨经费的比例分别为48.5%、39.3%和12.2%，与“十一五”的51.2%、41.4%和7.4%相比，大专院校和科研院所分别给企业让出了2.7%和2.1%的份额，由此可见“产、学、研”协同创新和企业作为创新主体的作用在农业前沿技术研发活动中日渐显现;团队人员以中青年科学家为主的中级职称人员比重有了较大幅度增加，人员学历构成有了较大提升和优化。
1、“十二五”期间国家863计划现代农业技术领域研究进展
在各级责任主体的共同努力下，通过近5年的组织实施，863农业领域在技术创新、新品种培育、新产品/装备创制、人才培养、基地建设和企业培育等方面取得了一系列重要进展，攻克了一批前沿核心技术，创制了一批具有巨大市场应用价值的品种和产品，大幅度提升了我国农业高技术的自主创新能力与国际竞争力，为提高我国农业整体效益和资源利用率，实现农业的可持续发展，保障国家粮食安全、生态安全和食品安全提供了较好的高技术保障。具体进展如下:
1.1植物分子设计与品种创制亮点惊艳
围绕单产提升、品质改良、抗逆广适、提升种业国际竞争力等重大需求，863农业领域不断突破了植物品种分子设计理论和关键技术，产量、品质、抗逆、养分水分高效利用等重要农艺性状基因克隆与调控网络解析取得持续进步，获得一批自主关键新基因，攻克一批前沿高新技术，完善了现代分子育种技术体系，创制了一批有重大应用价值的育种新材料和新品种，提升了现代种业自主创新能力。比如，主要农作物强优势杂交种育种技术国际领先，水稻和小麦等主要农作物功能基因组学研究继续领跑世界，杂种优势利用、分子育种、染色体工程、细胞工程和空间诱变技术体系不断完善，继续引领了我国农作物生物育种技术的源头创新。“Y两优900”、“国稻6号”、“吉单558”、“郑麦366”、“中油杂11”等一批优质高产抗逆的超级稻、优质小麦、杂交玉米、抗虫棉、双低油菜等重大新品种创制和应用成效显著，绿色超级稻、林果花草和重要蔬菜新品种选育进展良好，两系法杂交水稻技术成为我国独创并拥有完全知识产权的重大科技成果等。随着我国主要农作物的分子育种技术日趋完善，主要作物分子育种研究与应用总体处于国际先进水平，其中水稻分子育种最为突出，引领着作物分子育种发展方向，育种实践已产生显著社会、经济效益，支撑我国现代种业技术不断升级。
1.2畜禽、水产养殖动物全基因组分子选育等方面取得重大进展
针对困扰畜禽、水产育种的核心关键技术和前沿技术体系开展研究，利用研发的新技术、新方法进行育种新材料的创制，使我国动物分子细胞育种技术水平得到明显改善，畜禽功能基因组研究获得多项原创性成果，海洋生物全基因组选育取得重大突破，大幅度提升了我国动物制种供种能力和核心竞争力。比如，利用基因组重测序、转录物组测序、基因组甲基化、基因组选择等高通量分析技术，从基因组、表观组、转录组、蛋白质组等多个层次，对猪、牛、羊、鸡、家蚕、鱼、贝类等各物种的肌肉生长发育、脂肪沉积、肉质、繁殖和抗病性等重要经济性状进行了大规模、系统分析，挖掘了一批与优质性状形成相关的候选基因、调控通路和分子标记。首次采用全基因组单核苷酸多态性(singlenucleotidepolymorphism，SNP)芯片对猪、牛等种用家畜进行早期选种，从传统育种到全基因组选择，动物遗传育种进入新时代。覆盖全基因组95%以上的鸭高质量序列精细图谱，及含300万个单核苷酸多态性、2960个复制片段的高密度结构变异图谱，给生物学家提供了首个雁形目鸟类和第一个禽流感病毒天然宿主的序列精细图谱，为家禽抗流感和水禽适应性进化分子机理研究翻开了新的一页，带动水禽功能基因组研究进入组学时代。大黄鱼、半滑舌鳎、鲤鱼、牡蛎、贝类等水产基因组研究接连获得突破性进展，多次成功绘制了全球首个全基因组工作框架图;一批名贵海水养殖生物的苗种繁育技术取得重要突破，我国成为世界上第一家成功实现波纹唇鱼人工育苗的国家，并在大珠母贝大规格苗种培育技术上取得重大进展，年培育苗种可达5000余万粒。无应激皮特兰品系种猪、“京粉2号”蛋鸡、“东海1号”大黄鱼、“中科2号”扇贝等40余个新品种(系)，在生产实践中发挥了显著作用，使我国家畜、水产制种供种能力得到根本改善和提高，大幅度提升了我国畜牧水产业的核心竞争力，逐渐缓解了我国过分依赖进口种质的不利局面。
1.3农业生物制剂创制技术大幅提升，自主产品跻身国际市场
围绕我国生物农药、生物兽药和绿色化药等新产品创制和产业化中的重大问题，突破了药物靶标发现、新药分子设计、新药物载体开发利用、药物源头微生物高通量筛选等一批前沿核心技术，创制了新型动物疫苗、生物兽药、生物杀虫剂、生物杀菌剂、生物调节剂、生物除草剂等一批新产品，整体提升了我国农业生物制剂发展水平。成功研制的新型绿色农药跻身国际市场，甘蓝夜蛾核型多角体病毒可感染32种以上鳞翅目害虫，具有较高的杀虫率;顺硝烯氧桥杂环新烟碱类杀虫剂———环氧虫啶的创制是国际上首个报道的具有高杀虫活性的拮抗剂类小分子化合物。研制高效、广谱、廉价、使用方便的新型细菌基因工程疫苗，为实现绿色、无公害养殖，为我国动物重大细菌性疾病的预防、控制和根除提供新的有效手段与途径。动物疫病分子诊断技术研究与产品创制核心技术取得重大突破，重要畜禽病毒病和细菌病基因工程疫苗创制均取得突破性进展，首次筛选出免疫原性好、具有良好通用保护性的蛋白，研制出能同时预防猪链球菌病和副猪嗜血杆菌病的基因工程二联亚单位疫苗;结核病、狂犬病、禽流感、小反刍兽疫等重大动物疫病抗原、重组牛IFN-γ及其单克隆抗体制备关键技术平台建设取得重大进展。在动植物生物反应器方面，家蚕生物反应器和水稻生物反应器正加快开展重组蛋白产品临床研究，血液因子动物生物反应器为产业化打好进一步的基础。在农业微生态制剂与酶产品创制方面，在瑞氏木霉或毕赤酵母中表达了多种不同来源的内切纤维素酶基因、蛋白酶基因、脂肪酶基因和甘露聚糖酶基因;在降解菌株的分离和鉴定、农药降解代谢途径解析、农药降解相关酶基因克隆与表达等方面都取得了很好的进展。
1.4农业生境过程控制与修复技术支撑农业生态保护、循环农业等发展
节水农业科技全面进步，建立了抗旱节水品种筛选技术，明确了作物生命需水控制过程，开发了系列产品;开发了农田水肥高效利用技术及产品，显著提高了农田水肥利用效率;研制了低能耗精量控制灌溉技术与产品，初步形成了具有我国自主知识产权的低能耗喷微灌技术体系。立足于我国农业生物灾害可持续治理亟待解决的前沿核心技术问题，研究并建立基于分子识别和分子调控的农林有害生物分子检测和调控技术体系，形成并获得一批农林有害生物分子检测和调控的前沿技术、技术产品、发明专利和技术标准。建立了农药、重金属污染物和新型污染物高通量检测及修复技术，提高我国农田重金属污染物检测技术水平;建立了农田有机物污染及退化控制与修复技术;建立了重要农林有害生物高通量分子检测技术;开发了农林有害生物系列分子调控技术;初步构建了作物生境过程耦合与调控技术。在植物工厂控制技术方面取得突破，研制了节能光源和控制系统。农业生境污染物的生物检测技术检测限达到国际农药残留检测限量标准，显著提高了我国快速准确检测多种重金属和农药污染物的技术水平，为保障我国粮食安全，保障农产品质量安全和生态安全，维护公众健康提供高技术支撑和储备，对于全面提升我国农林有害生物分子检测和调控的整体水平，抢占相关技术的战略制高点具有重要意义。
1.5生物质转化与炼制技术取得阶段性突破
创新性的将能源植物育种、定向培育、新型生物燃料高效转化以及技术集成与示范成功链接起来，研发了一系列生物质转化、综合利用技术和联产联供体系，为生物能源产业化奠定了基础。获得并已检测抗逆柳枝稷转基因株系30个，成功选育杂交芒草新品种多个，定向进化并获得了2种嗜热真菌热稳定高活性纤维素酶基因工程菌;突破或改进了能源草制备生物燃气、高活性纤维素酶复配技术和木质纤维素组合预处理、生物炭土壤改良、生物燃油乳化、生物燃油酚醛树脂胶合板制备、微米燃料破碎、生物质固定床气化等技术工艺10余套，在实验室和中试系统上贯通了木质纤维素水相制取生物航油技术路线，整体技术水平达到国际领先;搭建了能源草厌氧发酵、生物天然气脱硫、脱碳的气体净化等试验平台、生物油降酸提质、生物油重质组分催化加氢脱氧制备液体烷烃固定床、生物燃油乳化燃料应用实验的发动机等多套实验装置台架。建成300立方米每天、500立方米每天能源草制备生物天然气示范工程、生物燃油乳化及发动机燃烧试验示范基地、10吨每天的生物燃油乳化燃料生产示范装置、生物炭土壤改良和第二代生物炭施播机验证基地、装源容量200万Ci(7.4×106Bq)的射线辐照处理装置、搭建纤维素乙醇高温发酵中试平台、生物质连续热解气化中试装置、5MW生物质固定气化发电系统集成等9个中试规模以上的示范工程或基地，开始建设300kg/h生物质裂解液化装置建设和示范、玉米秸秆青贮储存等2个中试示范基地。
1.6先进农业装备信息化、智能化、数字化造就现代精准农业
瞄准我国发展精准农业和提高农业智能装备技术水平的巨大需求，以促进现代农业生产精准化、智能化，提高农业资源利用效率、实现粮食增产和农业增效为目标，研发形成了水田激光平地机、水稻施药作业无人直升机、大型谷物联合收割机等重要装备，基本满足水稻生产全产业链需要。研究规模化农场数字化管理与精准决策系统及实用化智能化精准作业技术装备，研发出大型精准喷药设备、变量配肥施肥设备和基于卫星定位的农机导航系统，性能指标均达国际先进水平。研制成功的激光控制土地精细平整成套设备，成本比国外同类产品降低30%以上。同步开沟起垄施肥水稻精量穴直播机和旱直播机系列机型，在国内20个省市推广，与人工撒直播相比单位面积增产20%以上。构建了大田作物生产智能装备技术及体系，突破了种子精细选别、育苗及移栽、栽插及播种、作物生长过程监测与种肥药精量控制播施、收获机械作业质量监测与高效收获等技术，开发了高品质规模化制种、高质量秧苗规模化生产、精量播种与精细管理、高效低损收获装备，形成了三大粮食作物、瓜茄类蔬菜从播种、种植生长过程、保质采收的生产智能装备体系;开发了规模化农场数字化管理与精准决策系统，构建了规模化农场、设施农业、果园、畜牧养殖和水产精准生产技术体系;研发出大型精准喷药设备、变量配肥施肥设备和基于卫星定位的农机导航系统性能指标达到国际先进水平，解决了具有自主知识产权的自动导航系统核心技术问题并降低了系统的成本。针对设施农业、蔬菜果品、畜禽水产、森林草原等进行了密集创新，形成了设施农业智能化监测控制技术及装备体系、果园精准化生产技术及装备体系、大规模水产养殖精准生产技术及装备体系、数字化森林资源监测关键技术及装备体系等，并开发了农业物联网体系架构和应用服务支撑平台，实现了各品类生产、加工、物流全产业链的精准优化与装备提升，为保障我国粮食安全、促进现代农业可持续发展提供高技术和智能装备支撑。
1.7食品制造与安全技术自主创新成效显著
针对食品加工过程中的品质劣变严重、安全问题时有发生、关键装备滞后、能耗水耗高等核心问题，在食品工程化技术与装备、传统发酵乳制品微生物资源开发与产业化、食品新酶创制、低值蛋白资源开发、食品安全检测、真伪鉴别、绿色食品储运物流等方面攻克了一批前沿、核心技术，取得了重要进展，食品工程化技术与装备和传统发酵乳制品微生物资源开发与产业化关键技术取得标志性成果。开展了乳酸菌多样性及生态分析，建立了功能性益生菌和乳品工业用乳酸菌等优良食品微生物菌种资源库，形成菌种资源储备并建成菌种资源平台;重要食品酶微生物发酵生产与高效制备关键技术取得新成果，选育出可高效分泌外源蛋白的地衣芽孢杆菌宿主细胞，系统地构建出适合淀粉酶高效表达的芽孢杆菌系列载体，结合解淀粉芽孢杆菌及乳酸克鲁维酵母等表达体系，填补了国内空白，打破了依赖进口的局面;低脂蛋白资源生物转化及精制关键技术取得重要成果，首创了多模式超声辅助提取、酶解、发酵、渐稀补料酶膜耦合反应等多项关键技术，创制出了系列化多模式超声波装备;粮食和食品中主要真菌毒素精准检测技术获得突破，研究开发了真菌毒素的特异性分离富集材料，建立简单易行的成套前处理技术;绿色智能农产品供应链核心技术取得了重要突破，设计了可通用于冷藏车厢装配式蓄冷墙、产品堆垛和包装箱等不同层面的基本单元蓄冷板。
2、“十二五”期间国家863计划现代农业技术领域取得的重大标志性成果
863农业领域实施以来，在农业动植物基因组学、分子育种、生物农药制剂、生物反应器、数字农业、智能农机装备、食品制造、生物质能源等方面取得了一系列原创性突破，涌现出了一大批重大标志性成果，显著提升了我国现代农业高新技术的自主创新能力和水平，扩大了我国农业前沿高技术的全球影响力。其中，主要的标志性突出成果如下:
2.1强优势杂交育种两系法杂交水稻不断创世界纪录
在前三期超级稻育种成果基础上，两系法杂交水稻技术创新取得突破并实现规模化应用。通过进一步塑造理想株型和扩大利用籼粳亚种间杂种优势成功培育了半高秆超级稻新品种，具有高冠层、矮穗层、特大穗、高生物学产量、杆粗、茎秆坚韧等特点的“Y两优900”。2014年，两系杂交种“Y两优900”百亩示范田亩产达1026.70公斤(15400公斤/公顷)，首次实现亩产过吨的超级杂交水稻第四期攻关目标，再创世界杂交水稻较大面积单产的最高纪录，标志着我国杂交水稻育种技术再上新台阶。这是继三系法杂交水稻技术研究成功后，我国农业科技领域又一伟大创新，丰富和发展了作物遗传育种学理论，为现代作物遗传育种学科的发展作出了重大贡献。它确保了我国杂交水稻技术研究继续保持世界领先地位，引领了全球水稻杂种优势利用的发展方向。该技术已成为我国独创并拥有完全知识产权的成果，获得2013年度国家科技进步特等奖，被列为国家对外援助的重要技术项目。
以袁隆平为代表的我国科学家在水稻、玉米、油菜等主要农作物杂种优势利用方面取得了举世瞩目的成就。突破作物传统杂种优势利用遗传基础狭窄的技术瓶颈，创造出一批拥有自主知识产权的突破性水稻、棉花、玉米、油菜、大豆、小麦强优势杂交种，增产幅度高达30%，且抗性优异，使我国农作物强优势杂交种育种整体技术水平国际领先，为世界粮食安全和农产品有效供给作出新的重大贡献。
2.2水稻功能基因组研究继续保持全方位国际领先的学术地位
水稻功能基因组的研究成果已经成为我国植物生命科学研究的标志性成果，并且开始在世界舞台上发挥引领作用。“十二五”期间我国成功克隆了水稻多个产量、品质、抗逆和生长发育相关功能基因，相继在《Nature》、《Science》等国际顶尖学术刊物上发表了60多篇具有重大理论意义的权威期刊文章，占全世界影响因子大于9的刊物上相关论文的1/3，在国内外引起全球瞩目的广泛影响和关注，体现了我国水稻功能基因组研究的迅猛发展态势。相关研究成果揭示了水稻籼粳杂种育性调控的分子机制;发现独角金内酯信号转导机制，提出植物分枝进化调控新模式;解析稻米垩白率基因、粒宽基因、粒长及每穗粒数基因、光敏不育基因、抽穗期和幼穗发育基因形成的分子机制，丰富了水稻生理、品质遗传改良理论基础。在水稻功能基因组学研究国际领先的创新驱动下，多个基因已被直接用于水稻品种遗传改良和品种分子设计，我国开始探索水稻全基因组选择育种技术。“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的绿色超级稻等新型超级水稻品种的培育和应用，将有助于从根本上缓解我国粮食生产的巨大需求与资源短缺、生态环境恶化的矛盾，保障我国农业持续高效发展。
2.3小麦基因组研究构建了世界上第一个框架图
在水稻和玉米基因组被破解多年后，三大粮食作物中最复杂、最困难的小麦基因组绘制工作有了突破性进展。我国在国际上率先完成了小麦A基因组的供体———乌拉尔图小麦，和小麦D基因组供体———粗山羊草基因组草图的绘制，结束了小麦没有全基因组序列的历史，标志着我国小麦基因组研究已处于国际领先水平。与其他作物相比，六倍体的小麦具有适应性最强、加工食品种类最多、基因组最大(是水稻基因组的40倍、人类基因组的5.5倍)等特点。在进化过程中由于大量反转座子重复序列在基因间的插入，导致小麦A和D基因组的剧烈扩增，其抗病相关基因、抗非生物应激反应的基因数量都发生了显著扩张，大大增强了其抗病性、抗逆性与适应性。这些研究为小麦重要农艺性状基因的克隆、基因组选择和分子育种奠定了基础，也为小麦分子染色体工程研究提供了强有力的技术支撑。从而可大规模创制小麦育种新材料和新品种，拓宽小麦育种的遗传基础，培育应用前景广阔的新品种，促进小麦科学进入一个新的发展时期，为保障国家粮食安全和应对全球性气候异常变化做出重大贡献。
2.4高效瘦肉型猪新配套系培育与产业化应用成效卓著
研发了一批猪重要功能基因及分子标记，研制了我国第一张检测猪功能基因表达的cDNA芯片，率先揭示了猪生长、肉质、繁殖等性状形成的分子机理，发现了多个具有重要育种价值的功能基因，并对其进行了结构分析和功能验证，奠定了瘦肉率、产仔数等性状改良的理论基础。通过皮特兰等种质资源创新，创建了四系法种猪育种关键技术，解决了种猪性能测定、多点远程大数据管理、多性状和多品系遗传评估与平衡育种及多系杂交产品整齐度等问题，达到国际领先水平。首次培育了“华农温氏I号猪配套系”和“中育猪配套系”2个通过国家审定的四系杂交的高效瘦肉型种猪新配套系，包括8个双父本和双母本专门化品系和2个配套系，肉猪饲料转化率和日增重分别达2.49∶1/2.31∶1和928克/1035克，生产性能和适应性具有突出优势，达到国际领先水平。该成果大规模产业化应用成效极其显著，近3年出栏种猪145.5万头、商品猪3543.8万头，为全国26个省份450多家企业提供了优质种源，新的皮特兰种猪品系占全国使用量的80%。高效瘦肉型猪新配套系培育与产业化应用为我国养猪业源头国际竞争和健康发展提供了有力的品种和技术支撑。
2.5海洋贝类基因组图谱绘制与全基因组选育技术跨越发展
与脊椎动物不同，海洋无脊椎动物基因组杂合度高，重复序列较多，使测序和拼接技术面临很大挑战，国际上鲜有成功案例。我国创新性地设计出分级测序组装技术，绘制完成长牡蛎和栉孔扇贝全基因组框架图，筛查到与重要性状相关的基因或信号通路，填补了冠轮动物基因组学研究国际空白。相关成果发表于《Nature》上，这是我国海洋水产经济生物相关研究成果第一次登顶该杂志。研究建立了海洋生物(非模式生物)的高通量、低成本全基因组SNP分子标记筛查和分型技术(2b-RAD)，开发了无需参照基因组的SNP精准分型新算法(iML)，突破了以往模式生物大多依赖已知基因组信息和昂贵芯片技术的瓶颈，分型准确率比目前国际水平提升达20%以上，解决了海洋生物缺乏基因组信息无法精准分型的难题。这些技术突破为非模式生物全基因组范围内解析遗传变异与性状关系提供了核心技术手段，为大规模开发水生生物分子标记、进行全基因组遗传变异与性状的关联分析(genome-wideassociationstudy，GWAS)、构建高精度遗传图谱奠定了坚实基础，使全基因组选择育种成为可能，标志着我国的海洋分子育种方法学研究已跃居国际前沿。建立了国际上首个贝类全基因组选择育种分析评估系统，研发了全基因组基因型效应评估算法;应用开发的分子育种技术，成功培育了两个国家审定贝类新品种。其中，“蓬莱红2号”两龄贝较普通生产用种增产53.5%，是国内外第一个采用全基因组选择育种技术育成的良种，在山东推广创收达4700余万元;“海大1号”15月龄平均壳高较普通商品苗种养殖提高16.2%，总湿重提高24.6%，出肉率提高18.7%，在山东、辽宁等地中试，平均每亩增产24.6%，课题执行期内新增产值1700多万元。
2.6鱼基因组研究与应用跨入世界先进行列
采集了全球10个代表性鲤鱼品系和野生种群的样本，挖掘获取了18949596个单核苷酸多态性位点和1694102个插入/缺失突变位点，首次绘制了全球鲤鱼单碱基分辨率的全基因组遗传变异图谱，覆盖约为16.9亿碱基，包含52610个功能基因，功能基因数目为大多数硬骨鱼类基因数目的两倍，是国际上首个完成全面解析的异源四倍体硬骨鱼类基因组图谱。完成了大黄鱼、半滑舌鳎雌、雄鱼高深度全基因组测序、组装和分析，构建了高密度微卫星遗传连锁图谱;成功绘制了国际上首个比目鱼基因组框架图;推演了脊椎动物进化历程，验证了硬骨鱼类特有的第三次全基因组复制过程以及硬骨鱼类祖先历经的8次染色体重排事件，发现半滑舌鳎特异的3次染色体融合进化事件，为半滑舌鳎基因起源、数量变化以及进化趋势提供了理论依据。半滑舌鳎基因组框架图的绘制是国际上破译的首个比目鱼基因组，同时也是我国主导完成的第一个鱼类基因组图谱，引领我国鱼类基因组迈入国际前沿;半滑舌鳎基因组的解析首次深入揭示了表观遗传与脊椎动物性别决定的作用，表明我国在鱼类性别决定和分化领域研究进入了国际前沿。
2.7环氧虫啶新型绿色农药成功跻身国际市场
成功自主研制新型绿色农药烟碱型乙酰胆碱受体拮抗剂———环氧虫啶，具有超高活性和独特作用机制，可防治已对传统烟碱杀虫剂产生严重抗性的害虫，具有广阔应用前景，这是国际上首个报道的具有高杀虫活性的拮抗剂类小分子化合物。已申请了国内专利和美国等11国的发明专利，使我国自主研发的绿色农药开始跻身国际市场。已经获得美国、澳大利亚、俄罗斯、韩国、菲律宾等5国授权专利证书，并已收到欧洲授权通知;优化专利的国际PCT专利进入21个国家，已获美国、加拿大、南非、哥伦比亚4国专利证书，并已收到俄罗斯、日本、乌克兰3国授权通知。此外还申请了多项环氧虫啶剂型专利及其与多种杀虫剂和杀菌剂混配的剂型国内及国际PCT专利，已获中国发明专利授权3项。
2.8动植物生物反应器领域实现了重大突破
以水稻种子为载体，建立了种子生物反应器高效表达重组人血清白蛋白技术、纯化工艺、质量标准及质量保障体系，可提纯得到含量高于99.99%的植物源重组人血清白蛋白，达到国际领先水平。植物源重组人血清白蛋白不仅可以满足市场缺口，而且成本低、安全可靠、无病源菌污染，解决了国际上植物生物反应器的表达量低、纯化工艺复杂和规模化生产三大技术难题。每亩转基因水稻可提纯1.5公斤(22.5公斤/公顷)人血清白蛋白，国际市场售价是400元/克，因此一亩稻田可产生60万元(90万元/公顷)的效益。该技术标志着我国植物生物反应器进入国际领先行列，将产生巨大的经济效益，形成一个战略性新兴产业，对我国的医药生产方式产生革命性影响。同时，解决我国的人血清白蛋白短缺状况，提高我国人民对医药的需求，满足我国人血清白蛋白的战略需求，缓解我国血浆供应紧张局面。
利用奶牛乳腺生物反应器生产人乳铁蛋白、人乳乳清蛋白等表达量达到国际领先水平，表达量是人母乳成分的2倍以上;人抗CD20抗体奶牛乳腺生物反应器表达量属国际首创和最高表达水平。目前，重组人乳铁蛋白转基因奶牛正在申报转基因生物安全证书;重组人乳清白蛋白转基因奶牛已进入生物安全生产性试验阶段;重组人抗CD20单抗已进入转基因生物安全环境释放阶段，正准备申报进入生产性试验阶段。
2.9自主生物质水相催化合成生物航空燃油达到国际标准
以秸秆等木质纤维素类生物质及木薯等非粮生物质为原料，突破生物质循环解聚提浓、生物质解聚组分全合成、水热芳构化、水相氢化-异构化和高水热稳定的水相催化材料等一批核心单元技术，打通生物质水相催化合成生物航空燃油的合成路线，创新性地研发出了生物质高效水热解聚—水相化学催化合成以C8-C15长链异构烷烃为主的生物航空燃油，形成了独具特色的生物质水相化学催化合成生物航空燃油新技术体系，并设计建成了国际上首座百吨级纤维素生物质水相催化合成生物航空燃油中试装置。成果拥有自主知识产权，已获美国专利授权，整体技术水平达到国际领先。生产的生物航空燃油经国家油品质量监督检验中心检测，达到了国际生物航空燃油ASTM7566标准，具备了应用于航空飞行的质量可行性。中试结果表明，8~10吨秸秆类生物质原料可生产1t生物航空燃油产品，生产成本约为8000~10000元/吨，通过进一步优化及提高催化效率，生产成本可再降低。我国在这一技术领域率先取得突破，有望成为率先掌握纤维素生物航空燃油生产技术的国家。
2.10大型超高压食品加工技术打破国外技术装备垄断
首次突破超高压快开式双堵头密封、低压系统与高压系统流量匹配、新型增压器结构优化设计等核心技术，研制出多层高强度钢板复合结构承压框架，继200升和300升超高压设备研制成功后又开发出高压釜单体容量350升、最大工作压力600MPa、处理量达1.5t/h的大型超高压装备，达到国际领先水平。我国高压食品加工技术与装备连续取得重大突破，表明我国食品超高压加工技术的飞速发展，极大促进了我国食品非热加工技术的发展。目前部分设备已批量出口美国、欧洲、韩国和台湾地区，打破了美国、西班牙和日本等发达国家近20年的技术封锁和装备垄断，标志着我国食品超高压加工技术与装备研究开发能力整体步入世界先进行列，引领我国食品工业向绿色高效、节能减排的可持续方向发展。
2.11功能性益生菌高效生产关键技术与应用突飞猛进
优良食品微生物高通量筛选与细胞选育技术是现代食品生物工程技术的主体，是提升食品生物加工与制造能力的核心关键技术，也是功能健康食品产业领域中影响最大、发展最为迅速和最具潜力的高新技术。围绕功能性乳酸菌和益生菌的高效筛选，增强我国乳酸菌产业领域的自主创新能力和高技术国际竞争力的需求，开展了乳酸菌多样性及生态分析，深度挖掘我国优良乳酸菌和益生菌资源，建立了益生菌的高通量筛选模型，形成了功能性益生菌和乳品工业用乳酸菌的菌种资源库;在细胞生理和代谢网络水平上解析了工业乳酸菌代谢网络体系，攻克乳酸菌和益生菌高密度培养、高效率表达技术、高活性保持技术等产业化应用关键技术。解析了益生菌功能性质的分子和遗传机制并实现理性优化;建成了益生菌制剂与益生菌发酵乳示范与产业化生产基地2个，实现了高附加值益生菌剂和乳酸菌发酵剂等产品的产业制备与商业开发并形成了规模经济效益，申请国内发明专利27项，申请国际发明专利5项，已获授权发明专利13项。通过突破优良益生菌的高通量和高效筛选技术，发展新一代食品工业生物技术;通过高附加值微生态制剂、益生菌剂等健康食品的开发，增强国民健康素质，实现疾病预防战略前移。
2.12食品中有害物质可视化快速检测技术改写历史
对小分子化合物抗体特异性机理进行了研究分析，发现抗体功能结构域氨基酸残基与半抗原分子间的静电耦合度是影响抗体特异性的关键因素，提出半抗原对抗体特异性的决定机理，在理论上解决了提供食品中小分子有害物免疫抗体特异性的瓶颈问题，为小分子化学危害因子高特异性抗体制备奠定了理论基础;通过对化学危害物免疫可视化和理化可视化机理研究，研发了具有自主知识产权的高质量半抗原定向合成和小分子抗体规模化制备技术、多抗体共包被多残留检测技术、试纸条定区域循迹扫描涂布技术、稳定色差梯度显色技术等化学危害物可视化快速检测的4项核心技术，完成了加工食品中无单增李斯特、金葡菌、沙门氏菌菌等常见致病菌的拉曼光谱检测方法研究，建立六种常见致病菌的多元拉曼光谱检测技术和单增李斯特、金葡菌等单菌检测技术，开发了组胺、生物毒素及杂环胺等12种有害物的SPR、悬浮芯片及压电传感等检测技术，灵敏度均可达到ng级，形成了生物毒素、组胺、杂环胺等加工食品中常见有害物的可视化检测产品。突破了可视化检测的4大共性技术，解决了多抗体共包被、试纸条定区域循迹扫描涂布技术、多色阶稳定色差梯度显色等有害物多元识别的关键核心技术，研制了20余种危害因子可视化快速检测产品，检测效率平均提高200%、检测成本只有常规仪器方法的20%，其中多抗体共包被免疫多残留等检测试剂盒属于原始创新产品，部分产品还出口到澳大利亚和越南等国家，改写了我国食品安全免疫检测产品没有出口的历史。已广泛应用于食品生产、流通、监管等2000多家单位，在重大活动食品安全保障和应对食品安全突发事件及技术性贸易壁垒中发挥了重要作用，极大地推动我国食品安全检测技术和便携设备的升级与发展，为食品产业的可持续发展、国民健康和生命安全提供了有力的技术保障。
2.13大型联合收割机智能化技术进一步升级
大型联合收割机智能化技术研发突破了北斗卫星导航技术在联合收割机上的应用技术，以及CAN总线、在线测产等联合收割机智能化技术，通过智能化技术应用，解决了大喂入量谷物联合收割机脱粒清选难题，应用创制了10公斤/秒大喂入量智能谷物联合收割机，是我国自主研发的最大喂入量、智能化程度最高的联合收割机，可以实现自动驾驶、故障自动检测与预警、损失监测、作业性能调控、在线测产等功能，与世界主流技术平齐，可以打破国外技术垄断，技术辐射扩散将为数百万台在用联合收割机升级提供技术支撑，推动农业装备产业升级。
2.14杂交稻精密育插秧与芽谷精量穴直播技术及装备迈上新台阶
杂交稻精密育秧、插秧与芽谷精量穴直播技术及装备研究融合农机农艺，是水稻精细化种植的方向。研制的水稻育秧精密播种生产线有效地解决杂交稻低播量播种均匀技术难题，整机功能齐全、生产率高，作业效果好;研制的钵体毯状苗精准插秧机纵横向供秧准确，保证每穴秧苗数量准确，增产潜力好;研制的水稻精量穴直播机，适用于杂交稻低播量精密播种、具有同步施肥功能，省种、省肥、增产效果好;三种机具的总体技术已达国际先进水平，且已在国内20余个省市推广，与人工操作相比每亩增产20%以上。
2.15膜下滴灌节水水稻高产技术示范获得成功
通过对水稻滴灌种植模式、施肥水平以及植株氮、磷、钾、锌、锰含量的精确测量，明确了水稻滴灌对水稻分蘖和水肥利用效率的影响，开发了一套以水稻良种化、施肥精准化、栽培科学化、生产机械化为特征的水稻滴灌高产高效生产关键技术，构建了作物节水型种植制度决策技术与平台，及华北地区节水高效种植模式等多套农业高效用水技术体系。研发了50个(件)抗旱节水材料、制剂等农业高效用水产品和设备。制定了8项作物高效用水与精量灌溉技术标准与规程。获国家发明专利66项，获实用新型专利25项。据有关部门测定结果显示，20亩膜下滴灌水稻高产高效栽培技术示范基地亩产达836.9公斤。采用膜下滴灌水稻栽培技术，可提高土地利用率10%，节肥15%，节水60%以上，降低投入成本，每亩地经济效益在2000元以上。该技术已推广到新疆水稻种植区及江苏、宁夏、黑龙江等地。
3、“十二五”期间国家863计划现代农业技术领域的实施和管理经验
按照国家863计划管理办法的相关规定，结合农口科技计划改革试点工作，863农业领域进行了有益尝试，积累了丰富的组织实施和管理经验，主要体现在以下几个方面:
3.1强化计划定位，优化顶层设计
一是瞄准多学科交叉的农业高技术前沿，抢占战略制高点。始终瞄准世界农业高技术发展前沿，围绕国家重大需求，高起点规划、超前部署我国农业高技术发展，把具有战略性、前沿性、前瞻性的农业高技术方向作为突破口，实现了部分领域的突破和赶超。
二是攻克核心关键技术，引领农业高新技术产业发展。根据农业高技术产业和新兴产业培育的特点，抓准产业发展的关键环节，着力攻克核心关键技术和打造产业链，研发了一批具有自主知识产权的高技术产品，部分关键技术突破了国际封锁和垄断，为培育和发展新兴产业奠定了坚实的技术基础。
三是面向国家重大需求，紧扣经济社会发展主线。围绕我国工业化、信息化、城镇化、农业现代化的快速发展，面向粮食安全、食品安全、生态安全和农民增收的国家重点需求推进农业高技术的研发和应用，为改造提升传统产业水平和改善民生做出了重要贡献。将项目研究与地方经济建设相结合，尤其是示范基地的建设方案和研究的主要内容必须紧密结合示范区的具体特点和实际情况，作到合理、高效、实用、便于群众掌握和利用，能够切实带来较大的经济效益，保证农户积极参与各类技术的示范推广。
3.2创新管理运行模式，构建科学高效管理体系
一是合理高效的管理体系。坚持“公平、公正、实效”的原则，不断探索、与时俱进，构建了决策、咨询、执行、监督相互独立、相互协调的科学管理体系，形成了从指南编制到受理、审理、监理到验收全过程全方位、多角度的全链条、一体化项目管理流程，实现了专业化管理，保证了项目的执行效率和预期目标实现。
二是全生命周期的精细管理过程。本领域在组织实施过程中，全方位地服务于项目课题承担单位、服务于专家。不仅要进行事前、事中和事后评估，而且要从项目课题质量、进度管理、风险控制等方面进行全面管理，根据实施情况动态监测其是否偏离正确轨道，从而及时提出建议，实现了科研项目课题的全生命周期管理。
三是强大的专家力量。专家队伍是863计划管理的重要支持力量，863管理中充分发挥多层级的合理专家队伍作用。本领域建立了政府决策和专家咨询相结合的管理机制，成功激发了专家参加科技计划管理的积极性，进一步提高了决策的科学化和民主化水平。遴选一批国内外学术造诣深、学术思想活跃、对本领域研究现状和国际前沿把握准确的专家，作为主题专家，充分发挥他们在顶层设计、组织管理和监督检查中的重要作用，保障计划实施的科学性。所有主题项目均设立了项目牵头专家，所有重大项目都成立了项目专家组，把握项目总体进展以及项目内课题间的任务协调。聘请项目专员，全面了解项目研究进展和组织管理情况，把握项目最新进展，协助开展绩效管理实施情况检查等。充分利用同行专家，为领域发展和决策咨询提供科学依据和咨询建议。
3.3突出产学研协同创新，引导科技孵化与技术转移
强化与对口行业部门的联系与协调，把基础研究与解决生产问题紧密结合起来，开展广泛的合作研究工作。在地方和企业的参与下，为产学研优势集成开拓新路径，确保科研成果及时有效的应用和转化。采取企业、科研院所和大专院校产学研紧密结合的模式，促进实现科研与生产的无缝对接，加速科研成果转化为现实生产力。在政府引导下，实行“开放、流动、竞争、协作”的运行机制，鼓励优势明显的科研机构组成产学研联盟，强调研究内容、目标和任务与市场相结合，使科学研究更加符合实践和市场需求，并为产业化铺平道路。
3.4严格经费管理，科学规范经费支出
贯彻中央、科技部、财政部等部门对于科研经费使用的具体规定，严格863计划现代农业技术领域科研经费的分配和使用，结合863计划的中期检查等过程管理环节，充分做好科研经费使用规定的宣贯工作，督促相关单位重视科研经费的合理使用，在管理过程中与财务专家一起严格把关财务执行等情况。
3.5注重人才培养，造就高素质创新人才
始终把培养高素质、高水平的科技人才队伍作为一项战略性任务，坚持在创新实践中发现人才，在创新活动中培育人才，通过优化创新环境吸引人才，丰富了我国发展农业高技术的科技人才储备，提升了我国农业高技术的自主创新能力。
4、农业科技创新发展建议
为深化科技体制改革，加快实施创新驱动发展战略，2014年底国务院出台了《关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革方案》(国发[2014]64号)，将中央各部门管理的科技计划(专项、基金等)整合形成五类科技计划(专项、基金等)，从基础前沿、重大共性关键技术到应用示范进行全链条创新设计，围绕产业链部署创新链，围绕创新链完善资金链，一体化组织实施。2017年，经过三年的改革过渡期，不再保留优化整合之前的科技计划(专项、基金等)经费渠道。
按照新的改革精神，为做好新形势下农业前沿技术研发工作，提出如下建议:
4.1始终高度重视农业前沿技术研发工作
农业前沿技术研究是农业科技创新的源头和战略制高点。“十三五”开局之际，要按照新的科技计划体系进一步强化农业前沿技术研发的顶层设计工作，优化有关财政科技计划资源配置，在重点研发计划等专项项目的设计配置中保证一定比例的投入稳定支持前沿技术的研究与开发，把“前沿性、前瞻性、战略性”的863计划定位和“公正、创新、求实、协作、献身”的“863精神”传承融入到新的重点研发计划中，抢占我国农业高技术战略高地。
4.2着力推进科研成果的转化和商业化
继续做好2017年前结题的863在研项目的同时，梳理各项目课题的重大成果，推进示范应用，总结各主题进展成效，为863计划农业领域交上满意的答卷，画上圆满的句号。一方面加强宣传扩大863计划成果的影响力，另一方面通过多种手段促进科研成果与市场和需求的对接，实现科研创新链的有效延长。
4.3始终把培养高素质科技人才队伍作为一项战略性任务
坚持在创新实践中发现人才，在创新活动中培育人才，通过优化创新环境吸引人才，丰富我国发展农业高技术的科技人才储备，提升我国农业高技术的自主创新能力。
4.4充分发挥专家队伍的重要作用
863计划管理充分发挥了多层级的专家队伍作用，证明了专家队伍是863计划管理的重要支持力量。在新的国家科技计划体系中，应充分考虑专家队伍的作用，继续通过组织咨询、论证、监督、评估等方式，借助专家的力量提高科技管理的专业化水平。
4.5保持国际合作交流的畅通
科研工作不能闭门造车，畅通的国际交流便于了解国际科研的最新进展，拓展国际视野。新时期在“一带一路”战略的引领下，利用全球科技成果和资源扎实推进“十三五”农业科技相关研究。
5结语
“十二五”期间，863农业领域重点发展以农业生物技术、农业信息技术、农业资源节约与生态技术、农业先进制造技术为核心的农业前沿技术和高新技术，加强原始创新和集成创新，在农业产业链的主要环节如动植物功能基因研究、动植物分子育种、数字农业、农业智能化装备、现代食品生物工程、海水养殖、重大动物疫病防控和农业资源高效转化利用等方获得一批先进技术和新产品，在农业高技术重点领域和前沿交叉领域取得重要突破，为重点解决事关国家粮食安全、食品安全和生态安全的战略性、前沿性、前瞻性技术问题，显著提升我国农业高技术的创新能力和水平，掌握未来国际竞争主动权，培育战略性新兴产业和引领我国现代农业又好又快发展，提供了有力的高技术保障。此外，培育了一大批植物及动物等优质新品种，积累了众多重要的育种新材料，不仅充分展现了现代农业科学的前沿，又体现了生产实践的深厚基础，是科学技术“顶天立地”的良好注释。“十二五”863现代农业领域，为“十三五”启动的“重点研发计划”项目提供了前期储备，为我国实现农业全链条发展，推动农业自主创新夯实了基础。
