种业新时代

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      作者 | 赵洪军

      《探索种质创新协同育种新途径》

      想站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。下一代超级玉米不仅要实现对现有主流品种增产10%以上，还要适合全机械化种植，关于育种的方法和策略，过去十几年间，一直在探索与研究，但目标从未改变。

      一）探索种质改良新途径

      现代玉米种业创新的关键，在于拥有优异种质资源的数量与质量。今天的玉米育种，难在选系，更难的是测配，关键是种质。

      扩大种质利用目前主要有三个途经：

      1）从地方品种中筛选有利基因

      过去几十年的育种经验表明，利用国内丰富的硬粒型地方种质则是一个瓶颈，从硬粒型地方品种中筛选自交系，辛苦多年最后不是配合力不高，就是适应性狭窄，要么自交系自交严重衰退，要么植株偏高株型散乱，筛选优系的机率极低，南繁北育多少年，最后一无所获。选系的难度叫人绝望，做难事亦有所得，解决世界性难题，才能取得世界级成就。

      从玉米进化上分析，我国地方硬粒型玉米经过了几百年的自然进化，长期在一个地方种植，处在一个封闭的状态下，早已在进化讨程中丢失了我们需要的有利基因，但还是具有抗旱，抗倒，抗病等优良基因。目前的育种技术，还不能把所有优良基因直接转育到一个品种上，只能用遗传改良的方法，打破地方品种的遗传连锁，循序渐进的改良，时间是无法逾越的最大成本。

      2）美国玉米带种质的利用

      美国1996-2020年，玉米亩产年增8.5公斤，良种贡献率65%。目前我国玉米单产不到美国的六成，在育种水平、地力和管理上有很大差距。

      我国目前市场上的主要品种，基本上都是对美国种质的改良利用。美系的优点表现为：适应性广，配合力高，株型理想。这些反映了美国的育种水平和美国现代玉米的种质水平。对美系血缘的利用，技术上没有特殊困难，所以导制了今天市场上品种的同质化。对于育种者而言，整体性的进步等于没进步。

      3）热带和亚热带玉米种质的利用

      未来对热带玉米种质的改良利用，是突破美系品种育种瓶颈的目前最有效方法。

      热带玉米种质根系发达，抗病抗倒，杂种优势强。由于热带种质和温带种质在遗传上差异巨大，改良选系注定是一个缓慢的过程，一个适应选择的过程，不能急于求成。

      没有一朵花，一开始就是一朵花。

      二）提升玉米育种水平新思路

      以种质改良为切入点，推进玉米育种协同创新。创建自已的杂交优势群，由于资金、资源有限，育种首先要确定自己的育种目标。如果你的顶层设计有战略性错误，你的所有努力都将毫无价值。

      从国内玉米育种历程，到国外的商业化育种，并没有育种理论上的重大突破和创新，对育种模式、育种技术、皆止步于对杂种优势的利用。

      新品种培育成功的概率不到千分之一！商业化育种本质就是团队作战和资源共享，最终实现大规模、高通量、标准化的育种流水线。对小规模育种者而言，在种质、资金、规模、新技术上都没有优势，如何面对市场竞争和确定育种目标呢?这个每一个育种家必须要思考和面对的问题！

      在有限的时间内，育种要想取得成功，必须要简化杂优模式，以国内优良种质为基础，加上高效的选择方法，多地点，持续性的育种新思路。正确理解基因与环境互作效应，要以提高适应性为主线。

      锁定目标，精准育种，种质与育种方法协同创新，小规模育种才有成功的可能。

      三）矮杆玉米

      玉米种植提高密度是措施，培育品种是手段。

      玉米的矮杆是育种家追求理想性状，但矮杆与高产是矛盾的，需要新的种质才可能有所突破。

      要实现机收籽粒，品种田间倒伏率要低，籽粒水份要低，籽粒破损率要低，站杆时间要长。

      降低株高(1.5米)和穗位，增加种植密度(90000株/垧)，增强品种的抗逆性，抗倒性，广适性和丰产性，这是一个几乎无法完成的目标，但这是方向和趋势。

      四）分子生物技术在玉米育种应用的考虑

      如果能用分子生物技术，将多个优良基因同时转入一个自交系中，并能稳定遗传和表达，那么常规育种方法将不复存在。

      目前分子生物育种技术还存在局限性，我们所需要的优良性状是受微效多基因或偌干个主效基因控制的，人类不可能随意控制玉米的进化规律，因为基因是与环境互作的，不是一成不变的。现阶段分子生物技术只能是辅助常规育种。

      美国已申请1070件转基因编辑技术专利，控制了转基因技本的顶层核心。

      随着转基因技术的发展，一定会加速形成行业垄断。我国在转基因技术专利上没有硬核技术，存在巨大差距。

      五）下一个时代

      在纷纷扰扰层出不穷的今天，要应对复杂的世界，我们比任何时候都需要专注。

      育种家需要多年基础知识的积累和日复一日的坚持!桃李年华，不畏将来！

      中国目前有7000多家农作物种企，年研发投入总额40亿元，是德国拜耳年投入总额的一半，7000家年营收总额与拜耳一家年营收持平。这就是差距。

      面对今天的百年变局叠加世纪疫情和地缘冲突，我们正迎来新一轮的全球种业科技革命，竞争更加复杂化、国际化。

      面对大企业的垄断竞争，我们没有必要去搞同类品种的创新，而是要思考下一个时代是什么?