商業(yè)化育種思想在《作物育種學(xué)》教學(xué)中的體現(xiàn)

左示敏，李 濤，張亞芳，陳宗祥，潘學(xué)彪

（1.江蘇省作物遺傳生理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/教育部植物功能基因組學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇揚(yáng)州 225009；2.揚(yáng)州大學(xué)，江蘇 揚(yáng)州 225009）

0 引言

作物育種學(xué)是農(nóng)學(xué)、植保、園藝及作物育種相關(guān)專業(yè)的核心專業(yè)課程，肩負(fù)著引導(dǎo)學(xué)生了解作物育種并致力于作物育種事業(yè)的神圣職責(zé)［1］。結(jié)合教學(xué)目標(biāo)及教材內(nèi)容，當(dāng)前作物育種學(xué)的教學(xué)任務(wù)主要是圍繞育種目標(biāo)制定、作物品種類型、品種改良或選育方法及生物技術(shù)在作物育種中的應(yīng)用這幾個(gè)方面展開的［1-3］。隨著育種新技術(shù)、新知識(shí)、新思想的不斷涌現(xiàn)，作物育種學(xué)教科書先后經(jīng)歷了多次修訂或再版。商業(yè)化育種是我國學(xué)者近年提出的一種與我國傳統(tǒng)育種模式全然不同的新的育種體系，由于該體系有望大幅提升我國種業(yè)企業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力和育種水平，因而備受國家各級(jí)政府的重視［4］。2011 年4月10 日，國務(wù)院出臺(tái)《關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代化農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見》中明確提出開展商業(yè)化育種，之后國務(wù)院辦公廳正式印發(fā)了《全國現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020 年）》，將“構(gòu)建以企業(yè)為主體的商業(yè)化育種體系”確定為《規(guī)劃》的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)［5］。配合該規(guī)劃，科技部、農(nóng)業(yè)部及各級(jí)政府均相繼出臺(tái)了具體政策和措施，以確保盡快構(gòu)建主要農(nóng)作物商業(yè)化育種體系［6］。目前，不少省份或育種企事業(yè)單位已開始實(shí)施商業(yè)化育種。然而，由于教科書修訂的滯后性，目前作物育種學(xué)教科書中沒有商業(yè)化育種內(nèi)容，教學(xué)計(jì)劃更沒有商業(yè)化育種的教學(xué)安排，這在一定程度上加大了人才培養(yǎng)與社會(huì)需求間的矛盾性。

筆者在作物育種學(xué)教學(xué)過程中，遇到過多位同學(xué)詢問有關(guān)商業(yè)化育種的問題，這進(jìn)一步說明商業(yè)化育種雖然提出時(shí)間不長，但已引起了國內(nèi)不同層次人員的關(guān)注。鑒于此，作者結(jié)合已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文、種業(yè)規(guī)劃綱要以及自身的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)商業(yè)化育種的由來、育種模式和特點(diǎn)進(jìn)行歸納，并提出了相應(yīng)的教學(xué)策略，希望為作物育種學(xué)教科書的再次修訂以及同行在作物育種學(xué)教學(xué)中及時(shí)補(bǔ)充商業(yè)化育種內(nèi)容提供一定幫助。

1 商業(yè)化育種的由來

在國內(nèi)，我們?？吹侥澄挥N者突然橫空出世一個(gè)大品種，緊跟著大面積推廣，輝煌幾年后，一般沒有后續(xù)品種跟進(jìn)，然后奇跡又發(fā)生在另一位育種家身上，一個(gè)新品種又嶄新登場(chǎng)。盡管針對(duì)每個(gè)橫空出世的大品種都有一套選育理論，但結(jié)果是，理論缺乏量化指標(biāo)，缺乏可操作性，導(dǎo)致育種者不能持續(xù)培育出大品種、好品種。然而，當(dāng)國內(nèi)育種人看到國際跨國種子公司可以每年都能拿出品種的時(shí)候，不禁生出疑問，他們是怎么做到的呢，他們持續(xù)性地出品種且出好品種是如何實(shí)現(xiàn)的。

我國各種農(nóng)作物育種專業(yè)人員大約1 萬人，遠(yuǎn)超過世界任何一個(gè)國家的育種隊(duì)伍，但是效率和效益實(shí)在不高。這與我國傳統(tǒng)育種模式也即經(jīng)驗(yàn)育種模式有關(guān)，育種工作分布于各大科研單位，單位內(nèi)還分有多個(gè)育種課題組，課題組之間基本沒有合作、交流，育種資源共享程度低，育種目標(biāo)各異，選育思路個(gè)性化程度高，配組和選擇過程中存在大量重復(fù)工作，人力物力耗費(fèi)嚴(yán)重，但效率不明顯［7-8］。

從跨國種子公司新品種源源不斷推出，我們看到了商業(yè)化育種的高效率。為提高我國主要農(nóng)作物育種水平以及種業(yè)企業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力，國內(nèi)研究者提出按照國際大型跨國種子公司的育種模式開展我國主要農(nóng)作物的育種工作，由此產(chǎn)生了“商業(yè)化育種”的說法。因此，所謂“商業(yè)化育種”，是相對(duì)于我國目前存在的以農(nóng)業(yè)科研院所和農(nóng)業(yè)大學(xué)為主的課題組育種形式而言的［7～9］。商業(yè)化育種是以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向、追求經(jīng)濟(jì)利益為目的的育種行為，是商業(yè)化運(yùn)作的種子公司工作的一部分，在育種工作管理、運(yùn)營上符合公司特點(diǎn)，不同于我國現(xiàn)行的育種形式。

2 商業(yè)化育種模式

中國種子協(xié)會(huì)于2011 年對(duì)孟山都、先鋒和先正達(dá)3 大跨國公司商業(yè)化育種體系進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)不同公司間的育種結(jié)構(gòu)和主要流程雖然相互區(qū)別且各有所長，但育種模式基本相同，一般由育種目標(biāo)決策、種質(zhì)資源利用、育種技術(shù)研發(fā)、生物信息處理、田間測(cè)試評(píng)價(jià)、生產(chǎn)與市場(chǎng)反饋等模塊組成［10］。

育種目標(biāo)決策系統(tǒng)是商業(yè)化育種的中樞，決定產(chǎn)品研發(fā)理念、發(fā)展方向和研發(fā)方式，一般由少數(shù)具備豐富育種理論和經(jīng)驗(yàn)的高層人士組成。種質(zhì)資源利用系統(tǒng)是商業(yè)化育種的材料基礎(chǔ)，決定育成品種的遺傳背景，該系統(tǒng)負(fù)責(zé)種質(zhì)材料的精確鑒評(píng)和分類管理，為育種研發(fā)提供性狀或基因明確的育種中間材料。育種技術(shù)研發(fā)系統(tǒng)是商業(yè)化育種的核心模塊，技術(shù)含量高，通常由常規(guī)育種、分子標(biāo)記輔助育種、重要基因研發(fā)等技術(shù)部門組成。生物信息處理系統(tǒng)是育種材料的遺傳信息管理平臺(tái)，能夠高效分析和處理海量的生物遺傳信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)大量育種中間材料的鑒別、篩選和分類管理。田間測(cè)試評(píng)價(jià)系統(tǒng)是商業(yè)化育種中試產(chǎn)品的評(píng)估依據(jù)，負(fù)責(zé)在多個(gè)地點(diǎn)、不同氣候、土壤等生態(tài)環(huán)境下對(duì)中試產(chǎn)品的綜合表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)估其商業(yè)化推廣價(jià)值。生產(chǎn)與市場(chǎng)反饋系統(tǒng)是商業(yè)化育種體系的反饋調(diào)控機(jī)制，負(fù)責(zé)針對(duì)特定區(qū)域和市場(chǎng)需求，對(duì)育種目標(biāo)、技術(shù)路線、研發(fā)產(chǎn)品特性等進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，使其更適合目標(biāo)區(qū)域生產(chǎn)和市場(chǎng)要求。

總的來說，商業(yè)化育種是一個(gè)程序明確的多模塊協(xié)作育種模式，不同模塊之間相輔相成、相互影響、相互促進(jìn)，但任一環(huán)節(jié)均不能獨(dú)立完成品種選育，是典型的工廠化流水線式育種。

3 商業(yè)化育種特點(diǎn)

相對(duì)于我國現(xiàn)行的以課題組制的傳統(tǒng)育種而言，商業(yè)化育種具有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn)［7-12］。

3.1 以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向

商業(yè)化育種的目的是追求利益最大化，因此強(qiáng)調(diào)品種的商業(yè)價(jià)值和市場(chǎng)認(rèn)可度。我國現(xiàn)行的以課題組制的育種，大多是以品種審定為目的，而不重視品種的商業(yè)價(jià)值，造成了很多品種好看不中用，以及每年審定很多品種，但真正具有市場(chǎng)開發(fā)價(jià)值的卻很少［7，9］。從跨國公司育成品種的特點(diǎn)來看，商業(yè)化育種的目標(biāo)并不單純追求豐產(chǎn)性指標(biāo)，而更注重強(qiáng)化抗病蟲、抗逆性狀，以提高品種穩(wěn)產(chǎn)性；注重農(nóng)藝措施的改進(jìn)，如抗除草劑，耐密植，養(yǎng)分高效利用，適應(yīng)輕簡(jiǎn)化機(jī)械化操作等，使育種目標(biāo)更符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和市場(chǎng)需求。另外，商業(yè)化育種還注重品種的推廣區(qū)域和市場(chǎng)定位，針對(duì)性和指向性很強(qiáng)。

3.2 具有豐富的種質(zhì)資源及相關(guān)的信息管理和共享平臺(tái)

巧婦難為無米之炊，豐富的種質(zhì)資源是培育良種的前提，孟山都、先鋒等大型跨國種子公司大多擁有業(yè)內(nèi)最豐富的種質(zhì)資源［9-11］。在此基礎(chǔ)上，通過多種技術(shù)和田間測(cè)評(píng)，了解各種質(zhì)資源的遺傳特征，如載有的特質(zhì)基因、優(yōu)良表型等，并建有完善的信息管理系統(tǒng)和資源共享平臺(tái)，供育種者根據(jù)育種目標(biāo)選擇合適中間材料進(jìn)行配組和選育。

3.3 具備標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的操作流程

商業(yè)化育種是以工廠化的組織形式，把各個(gè)相關(guān)環(huán)節(jié)的專業(yè)人員串聯(lián)起來（而不是并聯(lián)）進(jìn)行的品種選育，各自分工明確，為流水線式作業(yè)方式，各環(huán)節(jié)均有標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的操作流程，工作人員多數(shù)情況下均是按照固定流程完成各自承擔(dān)的工作任務(wù)，如對(duì)性狀或基因進(jìn)行選擇和測(cè)評(píng)等［7，9，11］。

3.4 性狀測(cè)試點(diǎn)覆蓋范圍廣、配組規(guī)模大

商業(yè)化育種注重對(duì)中試品種在多地點(diǎn)、多環(huán)境、多逆境下的測(cè)評(píng)，以降低品種的推廣風(fēng)險(xiǎn)，因此需要在不同地方建立育種研發(fā)中心或試驗(yàn)站［9，10］。如孟山都公司在全球不同國家設(shè)有180 多個(gè)試驗(yàn)站，先鋒公司有120 多個(gè)，并以這些研發(fā)中心為依托，廣泛布局試驗(yàn)點(diǎn)，開展大規(guī)模育種材料篩選和品種適應(yīng)性試驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均與總部實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)共享，所有試驗(yàn)站均可利用。另外，優(yōu)良品種往往是數(shù)以萬計(jì)的不同基因間的重組后的產(chǎn)物，為實(shí)現(xiàn)多個(gè)基因的最佳組合，必須開展大規(guī)模配組工作。據(jù)了解，先鋒公司在全球設(shè)立育種試驗(yàn)點(diǎn)1000 多個(gè)，每年測(cè)試育種組合上百萬個(gè)。每個(gè)雜交組合在商業(yè)化推廣前至少經(jīng)過150多個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)和200 多個(gè)不同地區(qū)農(nóng)民的種植測(cè)試評(píng)價(jià)。

3.5 注重自動(dòng)化和科技化手段的使用

無論是實(shí)驗(yàn)室操作還是田間作業(yè)，商業(yè)化公司如跨國公司都設(shè)計(jì)和采用各種現(xiàn)代自動(dòng)化控制的分析儀器和機(jī)械設(shè)備，積極、主動(dòng)地與世界各地的科研機(jī)構(gòu)或大學(xué)合作，通過最新的科技手段，開展種質(zhì)創(chuàng)新、基因發(fā)掘和標(biāo)記輔助選擇研究，以提高育種效率［7，8，10-12］。

4 商業(yè)化育種的教學(xué)策略

4.1 注重研討式教學(xué)，提高同學(xué)的分析理解能力

由于教科書中暫沒有商業(yè)化育種內(nèi)容，其相關(guān)知識(shí)均是來自不同專家發(fā)表的學(xué)術(shù)論文以及國家有關(guān)商業(yè)化育種的規(guī)劃綱要。因此，在教學(xué)過程中可提前要求同學(xué)上網(wǎng)查詢相關(guān)資料，并在課堂上闡述各自對(duì)商業(yè)化育種模式和特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，與同學(xué)進(jìn)行交流討論，在討論中逐漸呈現(xiàn)以上商業(yè)化育種的特點(diǎn)及育種過程中需要的主要環(huán)節(jié)（即育種模式）。在教學(xué)實(shí)踐中，作者發(fā)現(xiàn)通過這種研討式教學(xué)，同學(xué)的學(xué)習(xí)主動(dòng)性強(qiáng)，參與程度高，同時(shí)有利于同學(xué)更深層次地理解商業(yè)化育種模式和特點(diǎn)，提高同學(xué)的分析和理解能力［3，13］。

4.2 注重跨國公司間的比較教學(xué)，強(qiáng)化同學(xué)“學(xué)農(nóng)愛農(nóng)”的思想意識(shí)

受我國現(xiàn)行課題組式育種工作的影響，很多同學(xué)仍認(rèn)為從事育種就是整天泡在田里，面朝黃土背朝天，工作辛苦，收入微薄，工作一輩子始終是地里的農(nóng)民。實(shí)際上，在商業(yè)化育種中，強(qiáng)調(diào)的是各個(gè)環(huán)節(jié)人員間的流水線式育種，從事田間性狀測(cè)定只是商業(yè)化育種程序中的一個(gè)環(huán)節(jié)，其他多個(gè)環(huán)節(jié)的工作均不在田間。類似孟山都、先鋒等跨國農(nóng)業(yè)公司，其中在田間一線工作的人員不到公司人數(shù)的20%。實(shí)際上商業(yè)化育種公司與蘋果、三星等電子公司以及波音、空客等飛機(jī)制造公司間的運(yùn)作模式是相同的，一個(gè)產(chǎn)品出來多是多個(gè)部門的協(xié)作產(chǎn)物，而不是幾個(gè)人的事。在教學(xué)過程中，可以適當(dāng)采用不同跨國公司間的比較教學(xué)，增加生動(dòng)性的同時(shí)便于讓同學(xué)理解從事商業(yè)化育種可以實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想，可以成為職業(yè)白領(lǐng)，可以成為技術(shù)（品種設(shè)計(jì)）總監(jiān)，可以成為部門經(jīng)理，可以成為研發(fā)工程師，等等。因此，通過不同跨國公司間的比較教學(xué)，可以明顯增強(qiáng)同學(xué)“學(xué)農(nóng)愛農(nóng)”的思想意識(shí)，認(rèn)識(shí)到學(xué)農(nóng)大有出路，從事育種遠(yuǎn)不是只是泡在田里的“農(nóng)民”。

4.3 教學(xué)中需要強(qiáng)調(diào)的2 個(gè)方面

有同學(xué)曾經(jīng)問我商業(yè)化育種與雜交育種、回交育種等有何區(qū)別？實(shí)際上兩者間是不對(duì)等的概念，差異巨大。雜交育種、回交育種、分子標(biāo)記輔助育種等均是育種中的技術(shù)措施，而商業(yè)化育種是一個(gè)系統(tǒng)工程，其不僅包括育種，還包括種子生產(chǎn)、銷售及售后服務(wù)等諸多環(huán)節(jié)。因此，在教學(xué)過程中需要向同學(xué)強(qiáng)調(diào)商業(yè)化育種與雜交育種、回交育種等育種技術(shù)間的差異，以免產(chǎn)生混淆或誤解。

商業(yè)化育種的核心競(jìng)爭(zhēng)力在于品種創(chuàng)新能力，品種創(chuàng)新能力強(qiáng)弱在于育種中間材料的利用和重要性狀基因的發(fā)掘以及綜合運(yùn)用多種育種技術(shù)（如常規(guī)育種和分子標(biāo)記輔助育種技術(shù)等）能力的高低，而且當(dāng)前常規(guī)育種技術(shù)仍然是育種的主體技術(shù)［8，10，12］。因此，需要向同學(xué)強(qiáng)調(diào)商業(yè)化育種中，不僅需要育種技能人才，更需要開展重要性狀的基礎(chǔ)研究人才，鼓勵(lì)同學(xué)進(jìn)一步深造，提高科研能力。

5 結(jié)語

商業(yè)化育種是我國種業(yè)發(fā)展的必然方向，需作為培育農(nóng)業(yè)人才的農(nóng)業(yè)院校，在《作物育種學(xué)》教學(xué)過程中，講授或傳播好商業(yè)化育種思想及育種模式和特點(diǎn)、意義［12，13］。本文對(duì)商業(yè)化育種的教學(xué)認(rèn)識(shí)既淺薄又難成體系，希望同行提出更多、更高的見解，共同為我國商業(yè)化育種進(jìn)程中輸送優(yōu)異的農(nóng)業(yè)人才。

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