玉米種質(zhì)改良與利用的現(xiàn)狀、問題和趨勢

國務院8號文件以后，我國玉米育種狀況發(fā)生了巨大變化，企業(yè)和科技人員的積極性空前高漲，育種方向基本明確，商業(yè)育種的技術(shù)路線逐步落實，種質(zhì)改良和創(chuàng)新開始走上正軌。最近，我們分別同國內(nèi)外十幾位專家教授座談，認為有必要提醒企業(yè)負責人反思一些帶有方向性的育種技術(shù)和實踐問題。

一、種質(zhì)研究現(xiàn)狀

最近十幾年，我國通過多渠道引進熱帶、亞熱帶和歐美玉米種質(zhì)，可利用的種質(zhì)相當豐富，水平有了較大提高，現(xiàn)在欠缺的是對這些種質(zhì)做深入系統(tǒng)的評價，并積累有用信息。引進這么多種質(zhì)，不要開成雜貨鋪，要像跨國公司那樣對種質(zhì)資源做到心中有數(shù)。這既是國家科研單位的任務，也是商業(yè)育種必要的前期工作，需要專人去做。

一些企業(yè)通過各種途徑從國外引入玉米種質(zhì)，其中有些種質(zhì)非常先進，但并沒有因此而提高育種能力和水平，因為沒有經(jīng)過系統(tǒng)科學評價，信息不明，只是通過1～2年的表型觀察做主觀判斷，缺少詳盡的介入式評估，即使很珍貴的種質(zhì)也可能被忽略掉。育種者的實踐和判斷能力有限，有些材料自己看不上不等于別人用不起來，卻寧可丟棄也不愿交換或與別人合作研究，這造成科技資源的極大浪費。相比之下，德國、法國與美國對外來種質(zhì)利用的成功經(jīng)驗對我國玉米育種研究很有啟發(fā)。

我國在七十至八十年代就有了法國F系列自交系，一直沒有用起來，而KWS和美國公司都以F系列為基礎(chǔ)，培育的早熟品種幾乎都含有F2或F7血緣。美國利用F系列自交系，成功地把玉米雜交種向西北方向推進了幾個緯度。這從側(cè)面說明，我們對市場定位把握不準，對種質(zhì)評價比較欠缺，改良種質(zhì)的能力有限，沒能夠培育出滿足種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和適合早熟區(qū)市場需求的新品種。

美國育種公司利用B73、Mo17、OH43等優(yōu)良自交系為基礎(chǔ)，培育了許多LH和PH系列自交系，先玉335就是在B73和Mo17的基礎(chǔ)上發(fā)展來的。最近，我國又引進大批商業(yè)自交系，這些種質(zhì)比較先進，許多現(xiàn)代商業(yè)品種就是在這些種質(zhì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。現(xiàn)在是考驗中國玉米育種者的時候，通過研究，把這批美國商業(yè)自交系本土化，從中培育出超過先玉335和鄭單958的后備品種。這對我國玉米種業(yè)發(fā)展和改善科技人員的聲譽及自身利益，都將是決定性的?？萍既藛T要注重學習和創(chuàng)新，突破重圍，提高競爭能力。

國家玉米產(chǎn)業(yè)體系應接受專家建議，除了植保專家繼續(xù)做系統(tǒng)、規(guī)范的抗病性鑒定，栽培生理學家應研究建立非生物逆境的鑒定技術(shù)規(guī)程，在相關(guān)試驗站設置抗非生物逆境鑒定點。同時，組織專家做系統(tǒng)的配合力鑒定，為大規(guī)模育種應用奠定基礎(chǔ)。

國家玉米產(chǎn)業(yè)體系和科研機構(gòu)要把握方向，認清使命，在種質(zhì)研究方面走在前列。我訪問過許多企業(yè)和科研機構(gòu)，會見了許多育種者，意識到中國玉米育種與跨國公司差距相當大，但我們?nèi)杂心芰ν鐕靖偁帲辽倌茏汾s外國企業(yè)的常規(guī)育種能力。今天，我們對玉米育種的理論、技術(shù)都清楚，種質(zhì)資源也豐富，只是需要組織起來協(xié)作攻關(guān)和堅持創(chuàng)新。我們現(xiàn)在所做的工作，就像是在進行一場戰(zhàn)爭，需要動員全國的玉米科技力量，但我們的科技政策和管理體制適應內(nèi)部資源的動員與整合嗎？能否支持這場實力懸殊的戰(zhàn)爭？我們的種業(yè)政策能不能排除雙重利益集團干擾，維護企業(yè)和科技人員的創(chuàng)新積極性？目前這些問題均難以給出清晰或正面的答案。

二、人才危機

育種人才斷層，研發(fā)水平較低，適應不了國際競爭的需要。40～60歲的人盡管體現(xiàn)了崗位的承上啟下，但理論與實踐水平仍存在明顯斷層。一些老專家偏向于經(jīng)驗育種；而年輕育種者雖具有分子生物學知識，卻與實踐結(jié)合不起來，看重分子技術(shù)，對常規(guī)育種缺乏基本了解。博士或碩士畢業(yè)后到企業(yè)工作，大約要10年左右才能進入育種工作狀態(tài)，這說明我國教育制度不適應青年育種人才的快速成長，也說明科研管理不適應現(xiàn)代育種需要。盡管這是體制造成的，但企業(yè)應通過機制創(chuàng)新予以彌補和扭轉(zhuǎn)，而最終還需要體制變革才能從根本上解決我們長期面臨的科研生產(chǎn)“兩張皮”的“死結(jié)”，循序漸近的變革現(xiàn)在就應開始。國家科研單位在這場變革中有責任幫助企業(yè)盡早實現(xiàn)育種能力建設，其中育種人才的培養(yǎng)是關(guān)鍵。沒有較強的常規(guī)育種人才作為主線，生物技術(shù)就會變成“無水之源”，難以發(fā)揮作用。

三、企業(yè)的定位

中國企業(yè)應反思，方向定位要合理。

先鋒公司在中國的策略是使自己適應中國農(nóng)民低密度種植習慣和低水平管理，適應中國落后的品種審定制度和標準，改變育種方向和技術(shù)，并有所突破，培育的先玉335在市場取得巨大成功。孟山都公司在中國的市場定位不得不避開先鋒，根據(jù)自身種質(zhì)、技術(shù)和海外市場優(yōu)勢，瞄準西南區(qū)域，目前在廣西市場占有率達到75%，最近又進入云南市場；后備品種仍然瞄準這個市場，雖然老品種下降，但新品種上升；最近在黃淮海地區(qū)的表現(xiàn)同樣令人刮目相看。

比較兩個公司的市場定位特點，先鋒公司傾向于保守，但沖破障礙所表現(xiàn)的一點點創(chuàng)新努力卻給先鋒帶來巨大的收益；相比較而言，孟山都更具有創(chuàng)新精神，將來對我們造成的沖擊可能會更大。中國企業(yè)要琢磨這其中的規(guī)律和對我們不同的啟發(fā)意義。也許應該結(jié)合兩者的優(yōu)點，用來改造我們的企業(yè)。

KWS也定位準確，他們沒有像先鋒那樣改變自己的技術(shù)路線和方向去適應中國市場，而是根據(jù)自身特點，從廣袤的中國市場尋找生產(chǎn)方式最接近自己產(chǎn)品優(yōu)勢的黑龍江農(nóng)墾早熟區(qū)域。正視自己和對手，通過揚長避短，打開中國市場，現(xiàn)在進一步滲透到新疆、內(nèi)蒙古和寧夏等省區(qū)。

比較而言，我們的企業(yè)沒有深入地了解生產(chǎn)上急需解決的問題，并把這些需求轉(zhuǎn)化成育種目標，導致定位不準確，而且沒有建立實現(xiàn)目標的技術(shù)途徑。市場定位缺少戰(zhàn)略眼光，市場分析帶有主觀盲目性和受政治因素干擾，都會影響企業(yè)的競爭能力和綜合素質(zhì)的提高。

這里說的定位既包括育種研發(fā)在企業(yè)投資所占的地位，也包括商業(yè)育種的方向和市場定位。一些企業(yè)很重視營銷，卻忽視研發(fā)投入；愿意花錢從科研單位買品種，忽視自主培育新品種。在起步階段，即使是大中型企業(yè)從科研單位或個體育種者買入品種是明智的選擇，但不能放松研發(fā)能力建設。企業(yè)自主研發(fā)新品種，在一段時間可能見不到效果，但需要經(jīng)歷這么一個積累過程，才能進入良性循環(huán)。所以，在發(fā)展的初期階段，企業(yè)要兩條腿走路，一方面買品種，一方面建立自主研發(fā)體系，這對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展更重要。

產(chǎn)品更需要定位準確。有人認為沒有不好的品種，只有不好的市場定位。這話有道理。如果你頭腦中有一個區(qū)域市場框框，以那個框框看品種，就可能把好品種看丟；同樣，如果夸大宣傳一個好品種，也會帶來麻煩。黃淮海地區(qū)有一個品種，如果在區(qū)域內(nèi)市場定位準確，那是一個不錯的品種，但育種者胃口太大，推廣到了不應該去的地方，而且夸大宣傳，密度定位過高，反而害了自己，實際推廣面積小于育種者的預期，也小于我們對它的判斷。這是定位失誤造成的負面效果。

四、DH技術(shù)的困惑

我國推廣DH育種技術(shù)進展很快，幾家企業(yè)投入人力、物力，規(guī)模搞得很大，每年培育數(shù)千份雙單倍體，由于鑒定技術(shù)落后，反而成了負擔。據(jù)說DH規(guī)模越大，垃圾就越多，壓力也就越大。在盲目狀態(tài)下，姑且不說你的DH材料中是否包含有益的變異，就算有也鑒定不出來。

這個問題需要從兩個方面解決，即種質(zhì)基礎(chǔ)和誘導程序。但核心還是種質(zhì)基礎(chǔ)，種質(zhì)搞好了，單倍體育種技術(shù)才有用武之地。誘導程序說的不是誘導和加倍技術(shù)，而是育種程序出了偏差。常規(guī)育種是主線，就像轉(zhuǎn)基因和分子標記輔助育種是常規(guī)育種的輔助手段一樣，DH也只是輔助，因此，一個企業(yè)是否強大，關(guān)鍵在于你的主線是否強大，如果常規(guī)育種軟弱，種質(zhì)基礎(chǔ)薄弱，DH技術(shù)只能使你產(chǎn)生垃圾材料的速度加快，單指望DH技術(shù)不可能成為超越其他公司的技術(shù)法寶。離了常規(guī)育種主線，或主線軟弱，轉(zhuǎn)基因和分子標記輔助育種也都沒有用武之地。這是商業(yè)育種能力建設首先要認清的限制因素?，F(xiàn)在，企業(yè)有能力搞100-200畝地的DH研發(fā)，就有能力、有必要投入更多的人力物力研究種質(zhì)基礎(chǔ)。否則，你的DH和分子育種技術(shù)都將成為企業(yè)的累贅和負擔。

另一方面，要注意DH育種流程。育種者急躁，普遍從F1代開始誘導，這可能是低效率的原因。育種的關(guān)鍵是創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)變異，在目前中國玉米種質(zhì)基礎(chǔ)上，從F1誘導DH所能夠創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)的變異較少，而“噪音”很多。因為F1到F2所產(chǎn)生的交換有限，既缺少淘汰機制，又缺少選擇壓；解決的辦法是先在高密度下自交篩選，既施加選擇壓，也利用交換；F3再進入DH誘導程序。我們與跨國公司的育種基礎(chǔ)不一樣，人家的種質(zhì)基礎(chǔ)豐富且水平較高，但盡管如此，也不宜從F1就開始誘導。

這是一個爭論點，是先誘導，后鑒定，還是先逆境（高密度）篩選（淘汰），再誘導，然后鑒定，兩條技術(shù)路線哪一個更合理？這個問題需要實踐來回答，理論上來說第二個技術(shù)路線更好，但需要在實踐中驗證和修訂。

五、生物技術(shù)似空中樓閣

我國是世界SCI第二產(chǎn)出大國，反映高水平育種基礎(chǔ)研究的SCI論文固然重要，然而不得不承認，一些育種的關(guān)鍵技術(shù)，如分子標記輔助育種技術(shù)的價值是在產(chǎn)業(yè)或商業(yè)育種中的實際應用，否則低水平“小打、小鬧”的“SCI”文章，不僅成為“垃圾”，更大負面影響是無謂地消耗了青年才俊門的精力和國家寶貴資源，而我國產(chǎn)業(yè)卻沒有受益。我國建立分子標記輔助育種技術(shù)體系，應根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求自主研發(fā)。深入的研發(fā)屬于商業(yè)秘密，不可能公開，外國公司更不可能把商業(yè)秘密傳授給我們。如果中國要自主發(fā)展分子標記輔助育種技術(shù)，就必須改革科技管理體制。否則，只有等待企業(yè)發(fā)展壯大，由企業(yè)去解決分子標記輔助育種的知識積累和技術(shù)轉(zhuǎn)化。如今科研單位不但在常規(guī)育種領(lǐng)域把自己邊緣化，在生物技術(shù)領(lǐng)域也開始走向邊緣化，應引起注意。

建立分子標記輔助育種和轉(zhuǎn)基因育種研發(fā)體系或平臺，須把常規(guī)育種的基礎(chǔ)做實。沒有強大的常規(guī)育種和種質(zhì)基礎(chǔ)研究，分子標記輔助育種和轉(zhuǎn)基因技術(shù)都沒有用武之地，反之，缺少分子標記輔助育種技術(shù)支撐的常規(guī)育種也會長期處于低效率運作狀態(tài)。這就是為什么一些大牌專家教授很著急的原因。目前還沒有找到解決體制障礙的途徑。

六、抗病育種與種質(zhì)基礎(chǔ)

抗病育種和種質(zhì)基礎(chǔ)是相關(guān)聯(lián)的兩件事。

老育種家重視抗病育種，并做了突出貢獻，黃淮海地區(qū)的優(yōu)良品種都在抗病性方面有所突破，解決了生產(chǎn)難題。品種更替的重要目標是提高抗病性，抗病性解決了，生產(chǎn)才會穩(wěn)定提高，因此抗病育種是玉米育種的重要方向之一。當然，現(xiàn)在又加上一個抗逆性因素。曾幾何時，東北地區(qū)一些高桿大穗晚熟稀植型品種逃離東華北蜂擁到西南去，只要抗病性過關(guān)，就能在西南立住腳。這反映了生產(chǎn)對品種的需求，并引起育種者的響應?，F(xiàn)在品種審定注重表面，忽略實質(zhì)，審定標準不但片面，而且絕對化，導致審定的品種多數(shù)沒有生產(chǎn)價值，農(nóng)民需要的品種卻難以通過審定。企業(yè)育種者重視抗病育種就要從種質(zhì)抓起。但如果審定標準錯了，誤導育種者，大家還有什么心思加強種質(zhì)研究？

抗病育種需要科學合理的技術(shù)保障，而不能靠運氣。丹東農(nóng)科所培育的品種之所以抗病性好，是因為生態(tài)條件復雜，當?shù)夭『乐兀匀贿x擇壓力較大。盡管在育種者理念中，種質(zhì)基礎(chǔ)比較模糊，但在那樣的生態(tài)條件下竟也能成事。今后與跨國公司競爭，不能完全依靠外界條件，更不能盲目，要發(fā)現(xiàn)規(guī)律，建立抗病育種條件、方法和種質(zhì)基礎(chǔ)，使以前偶然的成果變?yōu)橹鲃觿?chuàng)新的技術(shù)路線和創(chuàng)造必然產(chǎn)品。如果深入研究種質(zhì)基礎(chǔ)，落實到雜種優(yōu)勢群和向兩邊推，施行循環(huán)育種策略，取得的成果會更大。

七、引進與創(chuàng)新

說到抗病育種，不能不說種質(zhì)基礎(chǔ)。中國玉米育種的種質(zhì)基礎(chǔ)有缺陷，一直沒有在SS種質(zhì)取得大進展。中國的SS種質(zhì)一直很弱，就好比兩條腿，一條腿（NS）粗，一條腿（SS）細，不協(xié)調(diào)。自八十年代以來，一個重要失誤就是引進美國種質(zhì)后沒有本土化改良和創(chuàng)新。美國種質(zhì)在中國普遍感病，于是大批優(yōu)良自交系未得到深入改良而被丟棄。前面舉出法國自交系為例，也說明這個現(xiàn)象。

SS和NSS兩類種質(zhì)不對稱現(xiàn)象不但在中國很明顯，其他國家也存在，但跨國公司的育種家積極改良，培育了抗病的SS自交系。我們要學習跨國公司改良SS種質(zhì)的經(jīng)驗，改良抗病性和其他抗逆性狀，從而鞏固玉米育種的種質(zhì)基礎(chǔ)和雜種優(yōu)勢模式。

我們引進了很多美國和歐洲的優(yōu)良自交系，但如果不從理論高度重新認識和改變過去20年技術(shù)倒退所形成的育種習慣，多數(shù)育種者還會盲目丟棄優(yōu)良育種材料而不知道怎么改良，更不知道如何創(chuàng)新，商業(yè)育種便走不出盲目狀態(tài)。如今，面對跨國公司的競爭壓力，一方面學習鄭單958和先玉335的成功經(jīng)驗，一方面研究和改良種質(zhì)，創(chuàng)造新的自交系和雜交種。？笏