正文
、《植物细胞》
（
Plant Cell
）
和《美国科学院院刊》
（
PNAS
）
等高质量期刊发表的水稻基因的文章，有40%来自于中国科学家，反映了我国在水稻基因组学领域的大幅进步。
水稻单位产量有上限
NSR：如你提到的，基因修饰可以提高水稻产量。目前在实验室条件下能得到的水稻最高产量是多少？单位产量有没有一个理论上的最高上限值？
张启发：过去十多年，关于单个基因在特定的遗传背景下能大幅度提高产量的例子很多，国内克隆的多个基因
（如Ghd7、Ghd8）
都有这样的特点，但要使本已很优良的品种进一步提高产量就不容易了。
在特定的实验条件下高产的记录很多，而且不断被刷新，如马达加斯加有过每公顷21吨的记录，我国云南永胜多年前就达到每公顷18吨的产量。
水稻单位面积产量的上限值是科学家们多年来一直在探讨的问题。我个人认为是有上限的，这里涉及的因素很多。现在人们谈得较多的有光能利用效率，认为提高光能利用效率就能提高产量潜力。在一定阶段可能是这样。但随着育种水平的提高，最大的制约因素可能在于田间容纳量，即田间的群体结构及与之相适应的株型。对一个特定的地区，群体结构和株型何以能最大限度地利用光能，何以支撑最高的产量，目前大家都在讲的“设计育种”应该进行这方面的模拟和测算。
中国水稻育种的目标
NSR：提高产量是育种的目标之一，然而不同国家，甚至不同地区的水稻育种目标也不一样。中国水稻育种的目标和计划是什么？
张启发：长期以来，中国水稻生产面临一些重要问题，如：1）水稻单产持续徘徊不前；2）病虫害频发、化学农药过度施用、增产的压力和化学肥料的滥用，导致了资源环境与农业生产的尖锐矛盾；3）水资源匮乏与干旱；4）极端天气（如高温、冷害），等。这些问题对水稻生产和农业可持续发展构成了严峻挑战。
目前中国强调绿色发展作为长期目标，我们倡导培育绿色超级稻，要求新品种抗多种病虫，实现少打或不打农药；要提高品种对肥料的吸收和利用效率，大量减少化肥的施用；品种应具备节水抗旱的性状，减少水资源的使用和干旱造成的损失。
同时，通过水稻育种，我们应该致力于满足各类人群对稻米营养品质的需求，稻米中还应有提高人类健康水平的功能成分，这是目前稻米中所稀缺的。此外，水稻品种还应适应农业转型、机械化耕作、轻简栽培的需求。上述需求在不同的时期会赋予不同的内容，这就要求我们的育种目标和育种技术不断调整。在政府层面上，品种审定的办法也要不断地适应新形势。
基因编辑技术在作物育种上有巨大应用潜力
NSR：近年来的技术进步（如CRISPR基因编辑技术），对水稻等作物的研究和育种有着什么样的意义？
张启发：随着生物技术的飞速发展，新型基因操作技术不断涌现，近年来兴起的以CRISPR为代表的基因
（基因组）
编辑技术接近成熟，显示出强大的功能和广泛的应用潜力，将对作物的研究和育种带来深远的影响。具体来说，在基础研究方面，以CRISPR为代表的基因
（基因组）
编辑技术可以很简便地彻底失活或开启任意内源基因，从而可以广泛应用于基因功能研究。在育种方面，基因编辑技术产生的基因变异与传统育种技术利用的基因变异在分子水平上没有差异，现有的技术手段也不能对其进行区分，可以达到使用转基因方法培育“非转基因”产品的效果。目前大家都看到了基因组编辑技术在育种上的巨大应用潜力，但大规模的实际应用还要一定时间。
应积极促进转基因产业化发展
NSR：从实验室研究成果到商业化产品需要经历一个怎样的过程？
张启发：以转基因作物商业化为例，在实验室内培育出转基因材料之后，还需要经过中间试验、环境释放、生产性试验、安全证书申请等环节，在此期间还必须完成环境安全和食用饲用安全的充分评价。获得了安全证书之后，转基因作物还需要进入作物品种审定程序，还需要获得转基因种子的生产许可和经营许可，最后才能进入商业化生产。在顺利的情况下，完成这个过程需要10年以上。
