赴國際玉米小麥改良中心和加拿大農(nóng)業(yè)部研究中心考察報告

萬書波　朱建華　阮懷軍　等

中圖分類號：S-1文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2014）10-0125-03

應國際玉米小麥改良中心主任Thomas Lumpkin和加拿大農(nóng)業(yè)國際合作局羅伯特·帕哲爾（Robert Patzer）主任的邀請，以萬書波院長為團長的山東省農(nóng)業(yè)科學院科技考察團一行6人，于2014年8月7日至14日赴墨西哥、加拿大，對國際玉米小麥改良中心（CIMMYT）和加拿大農(nóng)業(yè)部薩斯卡通研究中心進行了考察訪問。

1考察訪問的基本情況

1.1對國際玉米小麥改良中心的考察訪問

國際玉米小麥改良中心（簡稱CIMMYT）是國際農(nóng)業(yè)研究咨詢委員會（CGIAR）所屬的一個非盈利性國際農(nóng)業(yè)研究和培訓機構(gòu)，成立于1966年4月12日。主要任務(wù)是通過提供經(jīng)過改良的種質(zhì)資源、培訓科學家、信息服務(wù)和咨詢來提高第三世界國家玉米和小麥生產(chǎn)數(shù)量和質(zhì)量以及農(nóng)業(yè)科研水平和自然資源利用率，以推動第三世界糧食生產(chǎn)的發(fā)展。CIMMYT總部設(shè)在EL Batan，位于墨西哥城西北方向45千米處，是CIMMYT的科研和培訓中心。CIMMYT的決策機構(gòu)為理事會，由世界知名農(nóng)業(yè)科學家和政府高級官員組成。具體科研和管理則在中心主任的領(lǐng)導下進行，下設(shè)兩位副主任分管科研和行政管理。主要研究機構(gòu)有玉米項目部、小麥項目部、社會經(jīng)濟項目部、保護性農(nóng)業(yè)項目部、種質(zhì)資源項目部、分子生物學實驗室、計算機信息服務(wù)室等。由于玉米和小麥占第三世界國家糧食作物面積的40%以上，更重要的是CIMMYT在玉米、小麥改良方面的巨大成就，CIMMYT在國際農(nóng)業(yè)界享有崇高的聲譽，被譽為“綠色革命的搖籃”。現(xiàn)在直接利用CIMMYT小麥或用其作為親本所培育的品種占發(fā)展中國家小麥面積的60%以上。CIMMYT創(chuàng)造的小麥育種系列方法被世界各國育種家廣泛采用，極大地提高了育種效率。來自100多個國家的科學家約10 000多人參加過CIMMYT的各種培訓。由于貢獻卓越，CIMMYT的科學家Borlaug在20世紀70年代獲得諾貝爾和平獎，在21世紀又有兩位科學家獲得世界糧食獎。

小麥和玉米是山東省兩大糧食作物，是我國小麥和玉米主產(chǎn)省（區(qū)）之一，山東省小麥和玉米科研與生產(chǎn)在全國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位。近年來，CIMMYT十分重視同我省、我院玉米和小麥育種和栽培的合作研究與交流，先后資助我院10多人次到CIMMYT進行培訓、考察和合作研究，CIMMYT也有多名科學家到我院訪問、交流。我院與CIMMYT一直保持著緊密、友好的合作與交流關(guān)系。

8月8日我院代表團對墨西哥國際玉米小麥改良中心進行考察訪問期間，受到了中心副主任Marianne Banziger博士、主任助理Shindler、全球玉米項目組主任Boddupalli博士和小麥項目組主任Hans Braun博士，以及在此工作的中國專家郝元峰、張學才、蘭彩霞等的熱情接待。因中心主任正在美國出訪，中心副主任Banziger代表CIMMYT和中心主任介紹了近年來CIMMYT與中國的合作情況；主任助理Shindler具體介紹了國際玉米小麥改良中心的機構(gòu)設(shè)置、發(fā)展歷程、玉米小麥研究進展和發(fā)展趨勢及國際合作與交流等基本情況。據(jù)了解，目前CIMMYT在中國北京、四川、寧夏和云南設(shè)有辦事處。會談中萬書波院長向?qū)Ψ浇榻B了山東小麥、玉米生產(chǎn)的優(yōu)勢及我院的科研情況，提出在玉米、小麥等相關(guān)領(lǐng)域合作研究、共建聯(lián)合實驗室、種子資源交流交換、聯(lián)合鑒定及人才培訓等方面開展深入合作研究的愿望。隨后，張學才和郝元峰博士分別介紹了玉米研究項目、小麥研究項目的組織管理、最新研究進展及發(fā)展趨勢，并與我院代表團進行了充分交流。雙方一致同意在小麥赤霉病和玉米粗縮病的防治等方面率先開展前期合作研究。

考察團一行還參觀訪問了種質(zhì)資源庫、生物技術(shù)中心、數(shù)據(jù)信息實驗室、谷物品質(zhì)實驗室，與有關(guān)專家進行交流。

1.2對加拿大的訪問

加拿大幅員遼闊，國土面積約998萬平方千米，耕地面積6 800萬公頃，總?cè)丝跒? 520萬（2013年）。加拿大糧食生產(chǎn)以小麥為主，其他還有大麥、燕麥、玉米和油菜等。農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品是加拿大經(jīng)濟的重要組成部分和主要出口產(chǎn)品，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值中，種植業(yè)產(chǎn)值約占62%，其中小麥產(chǎn)量的70%和大麥產(chǎn)量的近20%用于出口。加拿大是世界最大的糧食出口國之一，是僅次于美國的第二大糧食援助提供國。加拿大農(nóng)業(yè)集中在南部與美國毗鄰的400多千米狹長地帶，即通常所說的“大草原地區(qū)”，阿爾伯塔（Alberta）、薩斯喀徹溫（Saskatchewan）和馬尼托巴（Manitoba）三個省是糧食主產(chǎn)區(qū)，農(nóng)田面積占全國的3/4，小麥產(chǎn)量占全國的95%，大麥占全國的90%。另外一個重要農(nóng)區(qū)是“中部地區(qū)”，即安大略和魁北克兩省，土壤富庶，氣候也較溫和，主要生產(chǎn)飼料作物，特別是玉米，此外還有大豆、燕麥和大麥。

由于大型家庭農(nóng)場和高度發(fā)達的機械化相結(jié)合，加拿大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率很高，一個農(nóng)業(yè)勞動力年平均生產(chǎn)134噸糧食，2.4噸牛肉，3噸多豬肉和近13噸牛奶。目前，加拿大的農(nóng)場總數(shù)約為25萬個，絕大多數(shù)是家庭農(nóng)場，平均規(guī)模在300公頃。機械化程度高，各種大型和高功率的農(nóng)機具互相配套，許多田間作業(yè)一次完成，以節(jié)省人力、降低成本。機械化也促進了農(nóng)業(yè)向?qū)I(yè)化方向發(fā)展，越來越多的農(nóng)場只生產(chǎn)一種農(nóng)作物或飼養(yǎng)一種畜牧，傳統(tǒng)的混合型農(nóng)場逐漸減少。

加拿大注重農(nóng)業(yè)科研和對農(nóng)業(yè)科研的投入。在聯(lián)邦一級的自然科學工作者中，農(nóng)業(yè)科技人員居第1位，占總?cè)藬?shù)的28%；聯(lián)邦政府對自然科學的總投入中，農(nóng)業(yè)科研約占12%。加拿大農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)食品部科學研究院按照生態(tài)和作物產(chǎn)區(qū)設(shè)立19個研究中心，承擔全國半數(shù)以上的研究課題。面對加拿大寒冷、無霜期短、疆域廣的特點，科研人員培育了許多優(yōu)良農(nóng)作物品種，并在可持續(xù)性農(nóng)業(yè)發(fā)展、環(huán)境生態(tài)、畜牧生產(chǎn)、食品加工、國際農(nóng)業(yè)交流合作等方面做出了貢獻。

在加拿大農(nóng)業(yè)部薩斯卡通研究中心，考察團與加拿大農(nóng)業(yè)部負責研發(fā)與技術(shù)轉(zhuǎn)讓的Bruce Mcartjur博士商討了雙方開展科研合作、人才培養(yǎng)、種質(zhì)交流等事宜，考察了國家植物基因資源中心的種質(zhì)資源保存設(shè)施、作物種質(zhì)資源抗性鑒定室、致病菌種分離及保存中心、資源數(shù)據(jù)管理中心和資源登記分發(fā)室等關(guān)鍵部門及研究室?；蛑行姆N質(zhì)庫主任Diederichsen博士介紹了中心的基本情況和加拿大農(nóng)作物種質(zhì)資源保護和利用策略。該資源中心主要開展種質(zhì)資源的收集保存、繁殖更新、評價鑒定、分發(fā)和遺傳多樣性研究等工作，現(xiàn)保存有980種11多萬份種質(zhì)資源，主要包括大麥、燕麥、小麥、牧草、十字花科作物、谷子、亞麻、大豆等作物，部分重要資源送到挪威全球種質(zhì)庫進行了備份。工作庫（中短期庫）保存條件為溫度4℃、相對濕度10%～20%，紙袋保存；長期庫保存溫度-18℃，濕度不控制，用鋁箔袋密封保存。Gary Peng 研究員介紹了其研究團隊在作物抗病鑒定、種質(zhì)資源創(chuàng)新等方面的研究進展，雙方就種質(zhì)資源的保護繁育、種質(zhì)庫管理方式及利用技術(shù)等問題進行了討論和交流，并就通過互訪、資源交流等方式積極開展國際項目合作并共同促成種質(zhì)資源領(lǐng)域科技發(fā)展達成了意向。對于本次考察，加方非常重視，在前期準備的基礎(chǔ)上，選擇了30多份種子資源與我院資源中心交換。

代表團還參觀了加拿大光源國家同步輻射研究中心（Canadian Light Source National Synchrotron Research Facility），并拜會了加拿大農(nóng)業(yè)部半旱作研究中心首席科學家甘延太教授和美國杜邦-先鋒加拿大公司陳剛博士，商討了合作事宜。

2主要體會與建議

2.1新病害是全球作物遺傳改良工作面臨的重大課題

當前，引起國際廣泛關(guān)注的是起源于非洲的稈銹病新小種Ug99。稈銹病是小麥的重要病害之一，由于CIMMYT及其它國家成功培育并推廣了抗稈銹病小麥品種，至20世紀70年代稈銹病逐步降為小麥的次要病害。但1999年在烏干達發(fā)現(xiàn)了一種致毒性極強的稈銹病新小種Ug99，可以侵染世界各地的主要小麥品種，有可能對全球小麥生產(chǎn)帶來毀滅性影響。2005年9月，CIMMYT和ICARDA（國際干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究中心）聯(lián)合成立了國際銹病協(xié)作網(wǎng)，負責全球范圍的小麥銹病研究。2007年3月6日，聯(lián)合國糧農(nóng)組織主持召開了防止Ug99傳播的國際專題研討會，要求各國政府密切關(guān)注Ug99的潛在危害，與國際銹病協(xié)作網(wǎng)緊密合作，防止其進一步傳播，并制定了相應工作計劃。Ug99的出現(xiàn)也引起了我國農(nóng)業(yè)部的高度重視，曾對此做過專門批示。CIMMYT北京辦事處將我國冬春麥區(qū)的392份主栽品種和優(yōu)異高代品系在肯尼亞進行了抗病性鑒定，結(jié)果只有我院育成的濟麥20表現(xiàn)高抗Ug99。目前，我院積極與國際銹病協(xié)作網(wǎng)合作開展稈銹病遺傳改良研究工作。

2.2大幅度提高作物單產(chǎn)仍是作物遺傳改良重要目標

隨著社會發(fā)展，糧食供需矛盾越來越突出，在耕地面積日趨減少、人口不斷增加的情況下如何大幅度提高單產(chǎn)增加總產(chǎn)滿足需求是作物遺傳改良面臨重大而艱巨的任務(wù)。墨西哥是玉米的起源中心之一，擁有豐富的玉米資源，現(xiàn)在仍然能在野外發(fā)現(xiàn)野生玉米， CIMMYT正致力于挖掘開發(fā)利用玉米野生資源的優(yōu)異基因，以提高玉米品種抗逆性和產(chǎn)量潛力。為提高小麥產(chǎn)量潛力，近年來CIMMYT提出了小麥種質(zhì)資源大規(guī)模系統(tǒng)鑒定和超高產(chǎn)育種的目標。通過本次考察訪問，我院加強了對CIMMYT特異資源和育種新技術(shù)新方法的引進力度，為我院玉米、小麥遺傳改良尤其是產(chǎn)量潛力的遺傳改良提供了物質(zhì)和技術(shù)基礎(chǔ)，這將極大促進我院玉米、小麥改良工作的發(fā)展。

2.3生物技術(shù)在提高作物抗逆性、品質(zhì)、產(chǎn)量等方面潛力巨大

現(xiàn)代生物技術(shù)可以打破物種界限，在作物品種的抗性、品質(zhì)、產(chǎn)量等性狀協(xié)調(diào)改良方面已顯示出巨大潛力，被稱為人類歷史上應用最為迅速的重大技術(shù)之一。CIMMYT和加拿大農(nóng)業(yè)部門都非常重視發(fā)展生物技術(shù)，在小麥抗旱，玉米、油菜抗病等研究方面有一套比較成熟的技術(shù)體系。我們應加強分子技術(shù)研究力度，深化國際合作與交流，爭取率先在大宗作物的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病抗逆轉(zhuǎn)基因育種方面獲得突破，為保障糧食安全提供強有力的科技支撐。

2.4種質(zhì)資源收集保護突出重點，開放共享

依據(jù)農(nóng)業(yè)和生物多樣性有關(guān)公約和協(xié)定，面向全世界收集種質(zhì)資源，通過互換種質(zhì)資源進行國際合作與交流，可面向全球提供免費種質(zhì)資源分發(fā)服務(wù)。但同時又應注重本國的生產(chǎn)實際，優(yōu)先交流本國急需和數(shù)量稀少的種質(zhì)資源，重點收集核心種質(zhì)資源。 加拿大植物種質(zhì)資源保護、分發(fā)工作成績突出，主要得益于本國政府的高度重視、穩(wěn)定投入和統(tǒng)一規(guī)劃。

加拿大在種質(zhì)資源保護方面的發(fā)展思路和管理措施值得我們學習借鑒：一是穩(wěn)定持續(xù)地支持種質(zhì)資源研究工作。種質(zhì)資源保護研究是一項公益性事業(yè)，社會經(jīng)濟效益巨大。設(shè)立長期穩(wěn)定的專項經(jīng)費是種質(zhì)資源保護和研究工作的必要保障。二是加強特色種質(zhì)資源的收集和保存。根據(jù)我省目前的作物生產(chǎn)情況和當前國家的戰(zhàn)略部署，突出地方特色，避免重復建設(shè)、重復收集。三是加強資源共享，完善管理利用機制，不斷提高種質(zhì)共享利用效率。四是加強種質(zhì)管理信息化、自動化建設(shè)。

2.5推廣保護性農(nóng)業(yè)技術(shù)，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

保護性農(nóng)業(yè)技術(shù)措施主要包括：免耕或少耕，以保護土壤結(jié)構(gòu)；秸稈還田，既可以保護土壤免受侵蝕，又可以培肥地力，改善土壤結(jié)構(gòu)和蓄水通氣性能；實行輪作，減少病蟲害發(fā)生，從而減少農(nóng)藥使用量，保護生態(tài)環(huán)境。推廣保護性農(nóng)業(yè)技術(shù)可降低生產(chǎn)成本，增加收益。 目前，保護性農(nóng)業(yè)技術(shù)主要在美國、加拿大、澳大利亞、巴西和阿根廷等一些發(fā)達或比較發(fā)達的國家推廣，而廣大的發(fā)展中國家由于配套機械缺乏等原因，其推廣受限。隨著國力的提高，我國應加大保護性農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣力度，保護生態(tài)環(huán)境，促進農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.6創(chuàng)新管理機制，實現(xiàn)高效管理

借鑒發(fā)達國家先進管理經(jīng)驗，特別是在新品種培育方面，盡快建立各個環(huán)節(jié)和層次創(chuàng)新的激勵機制，減少重復，避免小而全、大而全，有所為、有所不為。

總之，通過這次考察訪問，既增進了我院與國際學術(shù)組織間的交流，也加深了對CIMMYT和加拿大的相關(guān)科研進展的了解和認識，對促進我院農(nóng)業(yè)科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將起到重要作用。建議在院統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，鼓勵相關(guān)研究所與對方相應機構(gòu)開展實質(zhì)性合作，確定重點合作領(lǐng)域，鼓勵相關(guān)研究所特別是作物類研究所和資源中心等單位，積極爭取國家相關(guān)國際合作項目的支持。加拿大光源國家同步輻射研究中心建立的光源新技術(shù)在農(nóng)業(yè)科研上的應用前景十分看好，我院作物栽培、植物營養(yǎng)和病蟲害防治等學科應重視和利用這一新技術(shù)，提高研究水平。