第676期【齐悦读—线上共读—透视新科技】《育种新说（3）不一样的大豆》
讲座题目：透视新科技——育种新说（3）不一样的大豆
主 持 人：屠 化
做客嘉宾：田志喜，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员。
谢 旗，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员。
讲座时间：2025年6月23日～6月29日
（备注：讲座视频可循环播放）
透视新科技——育种新说（3）不一样的大豆
讲座内容：
各位好，欢迎收看《透视新科技》！我是主持人屠化。我国是大豆的消耗大国，但是我国的大豆自给率只有15%左右，为解决这个问题我们想了很多办法，包括近期的培育新品种大豆，据说新大豆既高产又适合在盐碱地里生长和收获，让我们通过短片来了解一下。大豆是人们生活中常见的美食原料，清香四溢的豆浆、美味可口的豆腐、腐竹、调和五味的豆豉、腐乳等等，都是深受人们喜爱的豆制品。而在日常烹饪中，更是少不了大豆制成的酱油和食用油。此外，大豆的优质蛋白质极易被牲畜吸收利用，是牲畜和家禽无可替代的饲料原料。全世界范围内大豆及豆制品的年贸易总额接近1000亿美元，长期高居世界农产品贸易额第一位，对人类生活、经济发展有着举足轻重的影响。然而，作为关系国计民生的重要农产品，我国的大豆却严重依赖进口。2021年国产大豆为1640万吨，进口大豆为9651.8万吨，进口依赖度高达85%以上，为给我国大豆产业发展提供支撑技术、保障粮食安全，中国科研人员一直在寻求新品种的大豆。而今，一种既高产又能在盐碱的地里生长的新型大豆应运而生。这些新品种的大豆将对人们的生活带来怎样的影响？想请问一下二位专家，为什么咱们国家需要进口这么多的大豆？
从两个主要方面，第一个大豆对我们而言，是非常非常重要的经济粮食作用，因为我们日常需求非常大，主要（有）几方面的用途，第一个是用作植物油，也就是说我们吃这些植物的油类主要来自于大豆；第二个是作为豆制品，比如我们常说的豆腐、腐竹、酱油这一类的豆制品；当然还有第三个，可能大家不太熟悉的更为重要的一个用途是动物的饲料，动物饲料里边含有三种主要成分，一个是蛋白，一个是淀粉，一个是脂类，然后蛋白的主要来源就是大豆。随着我们生活水平的提高，对肉、蛋、奶的需求越来越大，需要很多大豆。以前像我们这个年代都是吃米饭，吃麦子为主，但是现在就是主要在餐桌上，肉食变得非常重要了。我们平时吃的盘子里的鸡肉、猪肉、牛肉、羊肉，它们现在都要在饲料里面要用很多的大豆，举个例（子）奶牛，一般的牛场，它每天一头奶牛就要吃掉四公斤的大豆的制品。可以算一算一头牛要吃这么多的话，它需要多少的量？我们中国人有多少人口？这么多人口就需要吃掉肉的话，产肉的牛、猪、鸡都需要大豆，那这量还是很大。第二方面就是我国现在生产的能力不够，就目前而言，每年需求大豆在1.1到1.2亿吨左右，但是我们的生产能力仅仅在1500到2000万吨左右，所以有80%到85%左右还是需要进口的。大豆的需求量这么高，我们就不能够自己去种植吗？这有什么困难吗？
我们是可以自己种，我们也有不小的面积，但是我们国家的人口多，然后我们其实主粮最重要的还是水稻、小麦，中国人吃很多的米饭、馒头，这些主粮已经占了很多的地方，假如我们种大豆的话，我们就要挤掉我们的主粮种植。大豆现在全国的平均单产要在130公斤左右，而其他的这种玉米、小麦、水稻，它都在400（千克）左右，或者是400多一点，也就是说大豆它的单产仅仅是这些主粮的三分之一左右。如果要是我们全部大豆不需要进口的话，我们大概需要八亿亩到九亿亩的土地，那意味着在现在一亿亩的基础上，就要挤掉那些主粮的大概有七八亿亩。这种情况下，如果不进口大豆，那进口其他的粮食就要多进口，相当于再增加两亿吨的粮食，所以这样可能更不安全。有没有想过我们从大豆这个产量上做点文章呢？其实大豆的产量提高，一直是大豆科学家包括育种学家一个努力的方向，这也起到了一定的效果。尤其是在1960年左右，我国大豆的单产也仅仅在几十公斤，到现在到130公斤了，所以它还是有一定提升的，但是它提升的这种幅度还是没有其他主粮作物这么高，因为其他的基本上提升了三倍左右，或者到四倍。这样的话大豆还是相对低一点，其实大豆也产生了一些好的品种，包括你比如说“中黄13”，这是中国农科院王连铮先生培育的。它现在整个推广面积也有一亿亩左右，包括现在的一些品种“黑河43”“齐黄34”，“齐黄34”曾经达到了350公斤。它的种植面积没有那么大，所以总体而言，它单产还是低一点。谈到了这个话题，让我们通过一个短片来了解一下。
中国是大豆的原产国，野生的大豆植株是匍匐在地上的蔓生植物，在旷野中生长，它的种子又小又黑。我国先民很早就采用了留优汰劣的方法来改良大豆品种，经过5000多年持续不断的驯化和改良，大豆才变成了我们今天看到的模样。在上个世纪初，我国又率先将现代遗传学方法应用在培育大豆品种上，1935年育成的“满仓金”、“ 满地金”和“元宝金”大豆，是世界上首批采用杂交方法育成的现代大豆品种。上个世纪八十年代，经过大豆育种学家的不懈努力，我国大豆育种进入快速发展阶段，培育了1800多个大豆新品种。这些大豆单产水平较高，抗倒性较好，适应机械化作业。从1980年到2010年的30年间，全国大豆平均亩产量由80千克提高到120千克，然而与美国、巴西等国的大豆平均亩产量相比，我国大豆亩产量差距还很大。在寻求提升大豆产量的赛道上，我国科研人员又将如何突破杂交育种的局限性呢？问一下二位专家，以前的育种有哪些局限性？传统的这种杂交育种，有它的很多的贡献，比以前的人工选择有了很大的进步，但是也有一些局限性。因为对于这种杂交育种，目前而言更多是一种经验，杂交育种的过程，基本上是说对两个亲本来选择，选好了之后，杂交之后在后代里边大量去筛选，找到那些比这亲本更好的一些后代，但是这个过程就涉及到几个方面的因素，第一个怎么去筛选这两个亲本，然后在这大量的后代里边，怎么能把那个最好的单个个体给筛选出来，这个目前更多的是一些育种家经过多年的观测，或者多年的实验，他能够更多的是了解它，然后熟悉它，他得到一种经验型的，然后这种经验型的就会，可能是工作量比较大，周期也比较长，规模非常大。
大豆它还有一个很特殊的，它是闭花的，就是花是关着的，花关着的话，杂交的几率相对比其他作物，它没有那么广泛。没那么容易。对，你还要拨开花授粉，所以这样它有一定的困难。我们传统育种的一些局限和困难，我们新技术是怎么样突破的？现在育种技术有一个新的概念叫设计育种，设计育种更好地选择，更精准地来选择这个亲本，然后把它控制不同性状。比如说高产的、优质的、抗病的，把控制这些性状的基因，从不同个体里边快速地把它聚合到一起，形成一个既高产又优质又抗病的更优良的一个品种，但是这种是基于已有的知识，能把它聚合起来。这样可能更有一个设计性和一个可重复性，这是它的整个理念。但这种真正实施起来还是有一定的困难，因为涉及到好多因素。第一个，你怎么知道来控制这不同性状的那个最优的那些基因，就是那些元素。然后第二个，你怎么又知道这个不同的元素，在哪一个材料里边，就是你的亲本里边。第三个你怎么能把它聚合起来，我们前几年通过对全世界的大概3000份左右的大豆种子资源经过分析，然后从这里边挑了大概有26个，进行了整个基因组的这种比较，就得到了一个非常好的基因组，这种基因组就能知道原来大豆里边整个这个群体里边，哪些材料含有一些比较好的，哪些材料里边相对这个是缺的，但是它有另外一个好的，这样就是非常清晰地知道控制性状那些因素，具体在哪些材料里边了。
比如说这50份材料，它都是高产的，这50份材料都是优质的，但它不太优质，然后通过基因组一比较，再和它的性状进行这种相互关联，就能够得到它。原来是这些元件来控制它高产，这些元件来控制它优质，这样的话，原来它有高产性状的基因，它有这个优质基因，把它再组合到一起就行了。能不能分享一下目前我们发现的一些性状表现好的大豆？这个是非常好的一个问题。其实这个种子大小，它对产量还有一些贡献，但是同时它也有一些对其他性状也有影响。比如说油，一般种子比较大之后，它的油含量会高一点，但是它有一个负的效应，就是蛋白比较低，这也就是为什么野生大豆种子小，它油含量比较低，但是它蛋白比较高。现在咱们栽培大豆跟野生大豆相比，平均而言，它的种子大了，油含量高了，它的蛋白又低了，如果要想培育一个既高产又高蛋白的，如果仅仅是按原来那种传统的经验，是比较难以实现的。绒毛也是这样，绒毛它也有多有少，但是绒毛多了之后，它可能是更抗虫，不光大豆、番茄等很多作物，它有绒毛的昆虫，它都不喜欢，它不舒服在上面，站着也不舒服。绒毛长了以后，它有的刺吸，要刺吸它也不容易，它要吸它的汁，但是它那个吸嘴不够长，那它进不去，所以就这样它的抗虫，是比较好。但是绒毛少了呢，发现它又比较抗旱。各有各的好。各有各的好，但是又各有各的坏，绒毛少了之后，它不抗虫，绒毛多了之后，它又不抗旱，所以你就需要一个折中的，这绒毛在一定范围内，既抗体又抗旱一点，但是不是最好的，这种时候在生产上才真正有意义。所以在这个育种的过程中，就需要对这种性状之间，它需要一个就相当于一个平衡，如何达到这种平衡，就需要对基础理论有一些更清晰的认识，就是这么一个过程。我国大豆设计育种的情况，我们通过短片来了解一下。
进入21世纪，分子设计育种技术应用于大豆育种，我国科学家逐步建立了大豆分子模块设计育种体系。从2008年开始，一批批利用分子设计育种培育出来的大豆开始试种。2018年，新品种大豆“合农91”，创造了亩产423.77千克的全国大豆单产记录。2019年，大豆生产跃上了一个更大的台阶。改良后的新大豆“合农71”亩产447.47千克，再次刷新我国大豆单产记录，标志着我国大豆育种水平达到了新的高度。大豆产量大幅提升了，越来越多的大豆食品摆上了百姓的餐桌。用设计育种的方式培育出来的大豆有什么优点？食用这些大豆，安全性如何？在设计育种之后，它会有哪些优点呢？第一种就是设计育种就是高质、高产、抗病，还有抗外界的各种逆境。举个例（子），它有可能抗倒伏，因为现在的极端天气越来越多，大风甚至是暴雨，我们有一年因为北京大水，我看大豆都淹在水里了，但是从中就发现有一些大豆，它就是抗这个水淹，所以就是要育出来以后，不光要高质高产，还要抗不良环境和抗虫抗病。以前组合就是随机的，科学家并不知道你要什么，就在地里农学家有时候发现这个大粒了以后，蛋白又不好了，或者大粒了油又不好了，但是现在知道决定高产蛋白的元件在哪里，决定蛋白含量的这个基因在哪里，所以它就可以把这两个很好地组装起来，用现代技术，以前可能要八年、十年，现在可能就两三年就能实现，所以这就是设计育种的一个非常好的，可以减少我们的整个育种环节。
第二个，将来我们可以就像刚才说的菜单式，我们需要点一个，需要一个特殊的这种（大豆），然后我们就可能定制化地去设计一些（性状），比如说我们适合豆浆的，适合豆腐的，适合饲料的，那样可能更定制化一点。可以说我们在理论的研究阶段有了非常大的进步，目前我们的应用上有了哪些成果吗？我们已经培育了一些品种，比如说高产和高蛋白之间，其实很多时候是拮抗的，既要达到高产又达到高蛋白，在育种中其实不是非常容易，种子大了之后，它的蛋白会下降。去年（2021年）培育了一个叫“科豆10号”的一个国审品种，它既高产比那对照品种要高产了大概5%，但是它的蛋白含量也提高了两三个点，因为大豆蛋白含量提高两三个点是比较难的，它是百分之四十几，这样的话就是非常难得的一个品种。“科豆10号”是一个成果，有点鱼和熊掌我全要的意思了，还有其他的进展吗？在另外一个方向，大豆除了在这种现有土地上提高产量来解决我们的这个矛盾以外，另外一个非常重要的方向就是要扩增它的面积。我们的主粮这个面积不能动，耕地不能都让大豆去占了，我们的水稻、小麦需要耕地，那这个面积我们怎么扩呢？
我们除了有比较好的良田以外，我们其实国家很多还有边际土地，一般的话盐碱地占了很大的面积，我们国家大约有接近十亿亩盐碱地，但是其中能够有这种可能性来种作物的，接近一亿多亩可以来种，但是盐碱地它本来含有很高的盐或者是碱，一般的像玉米、麦子、水稻，它天生就不是很耐（盐碱）的。你要去在上面种就很难，但是大豆它起源于中国，在这个边际土地，就是这些盐碱很高的地里边，那田老师他就把这些资源收集来进行育种，这样将来我们就会把这些现在闲搁的地能够用上来，就是补充我们的不足。以前我们只能用，我们现在有的耕地，但是我们现在还有很多的闲的高盐碱的地，我们就用起来了，这样就可以来解决问题。我们已经开始了在盐碱地上种植大豆是吗？其实整个在这个盐碱地的筛选，我们从2018年开始的，到现在整个筛选了8000多份材料，然后真正能够又耐盐碱，还有一定产量的就是在山东东营做的，然后在这里边应该也只有五十几份比较好，当然真正觉得在筛选上比较稳定的也就18份，然后我们前期筛选得比较早，种子比较多，我们做了一个示范，它确实产得还是不错的，去年（2021年）还有一些进展，有两个材料能达到了260公斤左右，现在咱们整个全国的平均水平也就130公斤吧，所以它还是挺不错的这么一个进展。我们的饲料是不是会有一些优化升级的可能？
饲料主要它的组成，重要是蛋白。第二个它还有像反刍动物它需要，像牛羊它还需要好的纤维，然后要好的淀粉，所以可能就是有其他的种植模式可以来解决。举个例子，高粱它也是一个非常耐盐的，再一个在盐碱地，东营这种盐碱地，你要种作物，我们就有了耐盐的高粱，有了大豆在一起，大豆可以提高很高的蛋白质。那个高粱又可以提高淀粉、糖，还有很好的纤维，这样牛羊它吃了以后就变成了一个吃了套餐了。我们现在在做一个尝试，而且我们做得比较现在有很好的进展，就是一行种大豆，一行种高粱，等到以后收割的时候就一起收割，把它混在一起，这样我们就是一个套餐。牛羊吃的时候，以前需要把大豆、草混在一起，我现在就是一下子做了，减少了整个劳动，效率就提高了，高蛋白、好纤维，糖跟淀粉的能源。将来的话，从这个栽培的措施，从我们劳动的节省都是一个非常好的。目前这一类大豆还有哪些地方需要我们再去努力，再突破一些局限呢？其实这还是回到我们刚才最原始的问题，大豆我们现在真正要解决还是在80%到85%进口的问题，因为那个问题还是说有两方面要解决，一个是说现有的耕地上去进一步要提高。现在虽然我们有一些进展，但是还没有达到像其他作物那样有大幅度的提升，因为其他作物从（上世纪）60年代到现在，应该说提升了大概三到四倍，所以大豆如果大家努力，它就是有一个大幅度的提升。第二个还是说现在耐盐碱大豆，耐盐碱大豆整个而言还是一个局部的一个成功，没有在全国范围内有更大的成功，然后更多的科学家来做这种实验的话，将来能够真正在盐碱地上，更大范围种植这种耐盐碱大豆，并且产量能够达到一定水平，这样的话就能够解决我国大豆的一部分自给的问题。这两方面还是需要努力的，当然这还是需要我们知道得越多，我们可能设计得越快越精准。
大豆设计育种之后，它的安全性我们该怎么保障呢？其实设计育种它本身没有什么安全性这种隐患，因为它本质上还是杂交育种，只不过是把我们的基础理论知识融进了杂交育种。我们知道哪些材料它两个亲本能够互补它的这种优势，然后进一步经过我们这种选择，把它们更高效地聚合到一起，本质上还是这样的。就是田老师他已经有高产的“科豆”，但是它以前都不耐盐。但是他在东营发现的野生大豆，有耐盐的这个元件，他把耐盐的跟高产的合到一起一个新的品种的话，它其实并没有引入其他的不良的这些元件在里面。它其实是培育出来的大豆，无论你是自然杂交的大豆，还是用设计育种的大豆，它审定的时候都还是要做质量检查的，都是国家食品安全，都需要有常规的一个检查。好，我们可以吃了，但是好吃吗？它的口感口味怎么样呢？是这样的，就是在育种的时候，要口感好，就再找那个口感好的元件来进行它的培育，可以做豆浆，你要清香的，那定位了关于清香的这个元件在哪里？可以把这个元件就育成了一个又清香，蛋白又高的（大豆），你做豆浆很可口，但是你要做豆豉就不同，鲮鱼豆豉这是很有名的一个罐头，但豆豉要那种粒小的黑的豆，所以你就要育这个方向的豆。再有一个就是在盐碱地上，其实大家都有个知识，你买瓜，你喜欢买新疆产的哈密瓜，你买枣喜欢买山东的枣，这些地方其实它就是盐碱地的。现在发现就是盐碱地长出来的一般的质量都好，当然这个质量好不好，还要进行一般的分析，育出一个品种来开始叫品系。以后要慢慢地分析所有的数据，最后农业部才会审定了专家组成的委员会，国家有标准才会形成一个品种。
这么好的新的大豆，什么时候可以用上？整个咱们国家对于作物的品种推广其实有一定的程序的，第一首先要得到国家的承认，也就是需要审定，这就需要一定程序的。对于咱们现有耕地上这种，它其实已经有标准了，比如说“科豆10号”，它其实已经得到国家的审定了，并且已经推广给农民了。但是对于耐盐碱大豆，国家还没有一个真正的审定程序，从今年2022年开始，才真正有一个审定的程序，但是也需要通过两到三年之后才能够进行审定，审定了之后就能够推广给各位农民朋友了。新的大豆对我们未来的生活，会有哪些改变呢？首先说我们可能对大豆，我们可能根据自己的需求就能得到我们所需要的大豆了。比如说我们喜欢喝豆浆的，就需要有更可口的这种豆浆的专门的大豆，如果要是豆腐可能有更符合我们口味做豆腐的大豆，做榨油的，高油的大豆，然后还有做饲料的可能比例比较好的，更接近动物饲料成分的大豆。所以这种可能更定制化一点，更个性化一点，品质好一点，高产一点。另外一个就是关于大豆的价格，因为我们现在的产量比较低，你就很难在国际市场上来提出这个价格，你有多少存量，你就会影响市场。现在主要是美国跟巴西在大豆上面决定了这个价格，但是我们假如自己产能很大了，将来我们就可以参与定价权了。
第二个就是说，因为我们现在大豆靠进口。进口的话通过海运，主要是海运，假如有自然灾害发生，海啸或者什么的，它可能阻断了，再有一些像战争，这个地球上总有各种各样的战争，一直是延续的。战争它可能把这个航路就堵了，我们需求那么多大豆，85%需求，但是假如这一年整个运输的通路给阻住了，那我们一下子就面临很大的缺口。如果我们自己能产大豆了，我们就不会担心这个大豆的缺口，所以这些突发事件我们有自己的粮食掌握在我们中国人自己手上，我们就可以粮食安全就保证了。如果说我们将来经过我们中国的科学家的努力，能够在10到15年，能够把产量能够翻番的话，就有希望能够减少我们进口10%到15%。我们如果在耐盐碱大豆上有进一步的进展的话，将来我们能够种到比如说几千万亩，或者甚至是上亿亩的这种大豆，并且产量和现在差不多的情况下，或者说面积再小一点，但是产量比现在要高一点的话，我们整个的大豆自给率就能够稳定在40%左右，或者到50%，我们就相对比较安全了。还有一个食物的结构，因为我们还是吃肉多，吃肉多的话，所有的牲口、鸡这些禽类都需要用大豆。用大豆的话，这样的话我们的肉就不用进口了。我们现在还是进口很多牛肉、羊肉跟猪肉，因为我们的供给还是够不上，将来的话，我们假如大豆多了，我们养出更多的牲口，产生更多的肉，我们就不需要拿更多的外汇去买更多的肉了，那我们就食品也安全了。我们任何时候，就是国家遇到什么自然灾害的时候，我们都很容易就克服这些问题。谢谢二位！也欢迎各位锁定我们央视频，了解更多的节目信息，我们下一期《透视新科技》再见。
（通讯员 邓辉）
