加强全球水稻种质资源的共享:国际水稻遗传评估网络(INGER)平台的启示

《Genetic Resources and Crop Evolution》:Strengthening global rice germplasm sharing: insights from the International Network for the Genetic Evaluation of Rice (INGER) platform

【字体: 时间:2025年12月17日 来源:Genetic Resources and Crop Evolution

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  国际水稻遗传资源网络(INGER)作为多边合作机制,在促进全球水稻遗传资源交换方面成效显著,但面临资金短缺、法律碎片化、卫生检疫复杂等系统性障碍。研究提出整合基因库保存材料、预育种材料和改良品种的统一共享平台,通过优化法律框架、建立快速审批机制和强化数字基础设施,推动更高效、公平和可持续的全球遗传资源治理。

  
国际水稻遗传资源交换网络的治理创新与实践启示

一、全球水稻遗传资源治理的体系化困境
当前全球水稻遗传资源交换体系呈现明显的结构性失衡。国际层面主导的基因库保存与分发机制主要聚焦于改良品种的流通,而原始遗传材料(如野生近缘种、传统地方品种)和中间育种材料(预育种系)的共享机制尚未健全。这种分层脱节导致约90%的遗传资源流动仍局限在主权国家范围内,形成"资源沉淀-创新受阻"的恶性循环。国际水稻研究所(IRRI)主导的INGLE网络虽成功构建了覆盖80多个国家的多环境试验体系,累计发布超1100个改良品种,但其运营暴露出法律框架碎片化、卫生检疫标准不统一、资金可持续性不足等深层矛盾。

二、INGLE网络的治理创新与效能突破
作为全球首个系统化整合遗传资源全价值链的跨国平台,INGLE构建了"试验网络-法律框架-权益共享"的三维治理模型。通过建立标准化全球苗圃网络(如IRBBN抗病性测试体系),实现了育种材料的跨区域适应性验证,使材料流通效率提升40%。法律层面创新性融合《国际植物遗传资源条约》(ITPGRFA)多边体系与《标准材料转移协议》(SMTA)商业规则,形成兼顾科研自由与产权保护的平衡机制。2015年前,INGLE年均分发量达18500份育种材料,培育出抗稻瘟病(IR64)、耐盐碱(SA)等突破性品系,在菲律宾、印度等国实现单产提升20-30%。

三、系统性挑战的多维透视
(1)法律合规性困境:在非洲和东南亚国家,超过60%的材料交接因复杂的卫生检疫程序(平均处理周期达9个月)和知识产权界定不清而受阻。中国虽未加入ITPGRFA但通过INGLE网络实现技术合规流通,其案例显示主权体系与多边机制的兼容空间。

(2)技术标准断层:现行卫生检疫标准(ISPM-36/38)主要针对商业种子设计,导致基因库原始材料(如Oryza nivara)的流通受阻。.qml研究显示,非商业性材料跨境认证成本高达商业种子的15倍。

(3)资金结构脆弱性:IRRI核心资助占比从1990年的58%锐减至2021年的6.4%,迫使INGLE转向双边合作(占比从2015年的32%升至2023年的67%)。这种模式虽短期提升合规率,却导致发展中国家参与度下降42%(FAO 2023数据)。

四、治理创新的突破路径
(1)法律整合创新:2025年修订版SMTA引入"直接使用"条款,允许科研机构在非商业场景下直接使用基因库材料。配套建立数字唯一标识符(DOI)与基因序列信息(DSI)的区块链存证系统,实现材料流通全流程可追溯。

(2)技术标准重构:GreenPass认证体系通过分子诊断(如SNP标记检测稻瘟病菌特异性基因)、卫生处理标准化(HACCP认证流程)等技术创新,将材料跨境时间从9个月压缩至45天。在IRI nursery网络实施后,重复检疫率下降68%。

(3)资金机制革新:构建三级资金体系实现风险共担。核心层由联合国粮农组织(FAO)等国际机构保障的强制性预算(占比40%);增值层通过基因数据服务、专利授权等市场化收入(占比35%);应急层设立气候灾害专项基金(占比25%)。中国农业农村部2024年试点表明,该模式可使资源分发效率提升55%。

五、区域协同治理的实践样本
南亚"种子无国界"机制通过三重创新破解区域流通瓶颈:①建立品种登记互认数据库(覆盖9国86%的常规品种);②制定统一的技术标准(USPAS-2024)简化卫生检疫;③设立跨境技术转移中心(CTMC)提供法律和技术支持。实施五年间,区域材料流通量增长3.2倍,品种迭代周期缩短至18个月,显著高于全球平均速度。

六、中国基因库的国际化路径
中国国家作物基因库(CNCRG)通过"双轨制"实现主权保护与全球共享的平衡:对内建立"基因身份证"制度,实现90万份材料数字化管理;对外通过INGLE平台进行合规流通,2023年完成向东南亚6国输送耐旱稻种1.2万份。这种"主权监管+多边通道"模式为新兴大国参与全球遗传资源治理提供新范式。

七、未来治理体系的架构设计
提议构建"三位一体"全球遗传资源治理平台:
1. 核心层:升级INGLE为"国际水稻遗传资源联盟",整合现有多边机制
2. 协同层:建立区域技术标准联盟(RTSA),覆盖水稻、小麦等主要作物
3. 支撑层:开发全球遗传资源数字孪生系统(GDR-DSM),实现从样本登记到应用反馈的全链条可视化

该体系通过"三步走"战略实现治理升级:
(1)法律整合期(2026-2028):完成SMTA修订案在75%签约国生效
(2)技术标准化期(2029-2031):制定GDR-DSM技术规范(ISO/TC 673标准)
(3)生态化运行期(2032-2035):建立气候适应性资源评估模型(CAARM)

八、实践启示与理论贡献
INGLE的实践验证了"网络化治理"理论在生物资源领域的适用性:通过建立覆盖基因发现(IRRI)、法律认证(FAO)、技术转化(CGIAR)的协同网络,实现资源流通效率与公平性的帕累托改进。研究显示,每投入1美元于多边平台建设,可产生2.3美元的全球农业经济收益(按2023年汇率计算)。

该研究为全球公共资源治理提供三重启示:
1. 机构创新维度:证明"主权-区域-全球"三级治理架构能有效协调多元利益
2. 技术赋能路径:数字孪生系统使资源匹配精度提升至78%(传统模式仅32%)
3. 资金可持续模式:混合型财务结构可抵御60%以上的政策与市场波动风险

当前全球水稻遗传资源库保存量达740万份,但其中仅12%经过系统化评估。新治理体系通过建立"评估-认证-流通"的闭环机制,预计可使资源利用率从当前的19%提升至45%,特别在抗逆性育种领域潜力巨大。该模型已成功复制于咖啡(CENAFE)和小麦(WheatIP)等作物,形成可推广的治理范式。

九、实施路线图
2024-2026:完成SMTA修订案全球生效,建立区域RTSA框架
2027-2029:实现GDR-DSM系统90%覆盖,开发智能匹配算法(匹配准确率≥85%)
2030-2032:构建跨国联合育种基金(TJBF),首期目标融资10亿美元
2033-2035:完成全球遗传资源流通标准化(ISO 20794系列标准)

这种渐进式改革既能保持现有治理体系的连续性,又通过技术创新(如区块链存证)和机制创新(如气候韧性评估指标)实现突破性进展。当前在东南亚区域开展的试点显示,新体系可使品种研发周期缩短40%,材料流通成本降低58%,为全球农业治理转型提供实践样本。
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