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美国玉米育种演变

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管理员 发表于 2022-11-13 17:29:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
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      来源 / seedlook

引子


      玉米育种在上个世纪早期发祥于美国。1924 年世界上第一个商业玉米杂交种 Copper Cross 诞生-一个中美混血儿;在先玉 335 引领先锋全面突破的 2010 年,在信息不对称的今天,不知今日的先锋种业人是否还会像彼时的美国种业人那样诚实、大气。

      一、美国玉米育种文化

      Breeder 在美国人眼中,与  worker、 engineer、lawyer 和 lecturer 等一样,是个职业称谓,所以中文译作育种师为好,育种家好像不搭调。不过该职业今天在美国的敲门砖是硕士以上学位 。

      既然是职业称谓,便与科学大师的院士头衔相去甚远。

      先锋公司育种的基石,在先锋以首席育种师退休的 Raymond F. Baker (1906-1999),为先锋选育成功品种无数,所以业界不惜用天才的育种师和育种艺术家这样的溢美之词形容他,甚至今天美国的 ISU 专门设有一个 Raymond F. Baker 育种中心来纪念该大师,但美国人绝没有用院士头衔去映射 Baker 的光辉。

      同理,不论是最后位居先锋研发副总裁的 Donald N. Duvick (1924-2006) 博士,还是最后位居迪卡研发副总裁的 Forrest Troyer 博士,学位、品种、著述和人脉等一样不缺,但美国人也是没有用院士头衔去映射二人的光辉。

      美国人将院士头衔给了 George Frederick Sprague(1902-1998)博士和 Arnel R. Hallauer 博士。前者在上世纪40年代组建的Iowa Stiff Stalk Synthetic直到今天还在发挥作用,据估计美国杂交种40%-45%的血统源于该群体。Sprague博士编撰的巨著《Corn and Corn Improvement》对该群体的渊源做了详细的描述。后者则对美国玉米育种的原理做了详尽的阐述,那本《Quantitative genetics in maize breeding》(与. Miranda合著)成了美国玉米育种师的“黄宝书”。两人可说是美国经典玉米育种时代学界对企业界支撑的绝佳代表。

      今日,美国 ISU 的 Patrick Schnable 成了玉米基因组学的大家,国人可以想象一下他兼作玉米育种的情形吗……

      二、美国玉米育种演变

      2.1、经典育种主旋律(1926-1999)

      弹奏经典育种旋律的乐手是先锋。从 1926 年建立到 1999 年以每股 38.44美元的价格被杜邦收购。先锋完成了从零到占据美国玉米种业近半壁江山的涅槃。

      同时先锋也培育了经典育种的三位代表人物:Raymond F. Baker、Donald N. Duvick 和 Forrest Troyer。

      经典育种时代,学界与业界的互动非常紧密。

      George Frederick Sprague 博士组建的 Iowa Stiff Stalk Synthetic 综合种(BSSS)为业界育种提供了原材料;Arnel R. Hallauer 博士的研究为业界育种提供了理论指导,如他关于 S2、 S3 测试优缺点的比较,家系选择和个体选择优缺点的比较都为业界育种流程的建立提供了理论基础。

      当然业界也有自己的创新,多点测试和大密度测试在上世纪 60 年代是先锋的核心商业秘密,是绝对的显学。这些在 80-90 年代才公开成为业界标准流程。Forrest Troyer 博士在上世纪末还曾来到北京传经布道,柏大鹏也曾在本世纪初对国人宣扬上世纪 60 年代先锋的核心商业秘密,可惜国人的普遍接受是近几年的事。

      一个字总结经典育种-Genetics。

      2.2、生物育种主旋律(1997-2009)

      生物育种的乐手是孟山都。

      2005 年,随着孟山都对圣尼斯的收购完毕,孟山都一跃成为世界第一大种子公司。这个时代的特点是生物技术的发展与并购随行。在这个时代,一个由几百或是几千个碱基对构成的启动子专利可以卖上百万甚至上千万美元。所以你看不到公开的新技术,但你可以看到在美国专利局和OECD专利署里种业巨头们专利申请数的大幅飙升。你还可以看到商标战术的兴起。孟山都净利润和市场份额的大幅提升。

      一个字总结生物育种-Trait。

      2.3、经典育种和生物育种协奏曲(2010-)

      经典育种和生物育种协奏曲有先锋和孟山都共同完成。

      2009 年美国玉米高产竞赛结果发布,先锋在 24 个获奖品种中占据 17 个。

      面对先锋传统育种的突破,孟山都的总裁对公众讲,我们的研究经费一半用于生物技术,一半用于传统育种。

      近期,先锋宣布,在过去的一季,全球的种子销售额增长 14%。北美玉米增长 2 个百分点,达到 34%。

      先锋开始靠 Genetics 发力来夺取失去的市场份额。如此看来,分子(MAB、Trait 和 DH)、IT (数据库和统计的系统集成应用)、机械、南繁、本地构成的达摩 5 指最终要靠 Genetics 来落地。如果有人告诉你,DH、转基因或是MAB可以一击中的,大可以一笑了之。

      只有常年连续、系统、传承、追溯和修炼达摩 5 指,才有可能一击中的。

      两个字总结经典育种和生物育种协奏时代-Genetics & Trait。

      三、美国玉米育种成功原因

      3.1、信托责任

      1928 年,22 岁的 Baker 大学未毕业便加入了成立不到两年的先锋公司。1933 年,当 Wallace 成为美国农业部长后,27 岁的 Baker 成为先锋的首席育种师,直到 80 年代初退休,为先锋服务 43 年。Baker 除了为先锋选育了一系列成功的杂交种,还为先锋招募了一批成功的育种人员,其中就有后来成为公司总裁的 W.L. Brown 。Donald N. Duvick 和 Forrest Troyer 也都与 Baker 有很深的渊源。从 Wallace 到 Baker 再到 Brown,我们可以清晰地看到美国人信托责任的成功传递。

      3.2、工程师文化

      Donald N. Duvick 在先锋走过的路由如下的一系列职务名称可以反映:Corn Breeder, Coordinator of Corn Breeding, Director of Corn Breeding, Director of Plant Breeding, Vice president/Research, and Senior Vice-president/Research.

      Forrest Troyer 在先锋和迪卡走过的也是类似的路。两个人在美国两大玉米种子公司的共同路径就是美国种业公司工程师文化的体现。如果育种人和育种是“小三”或是“侍女”,那“捡漏”心态盛行很自然。

      3.3、企业主体

      这个原因不再赘述。

      家里的热水器是A.O. Smith,只为美国胖太那句 “我家的热水器使用了100年,还在用它…” 。

      Iowa Stiff Stalk Synthetic 已用了 70 年,美国人还在用它。中国是个历史悠久的国家,但可追溯的玉米育种史真的可怜,让企业去填补吧。

      博主的注释:

      1)Hallauer与Miranda合著的《Quantitative genetics in maize breeding》一书在国际农业科学界被昵称为Yellow Bible,翻译成汉语是黄皮圣经,或者“黄宝书”。这使我想起中国文化大革命中亿万人民群众必备的“红宝书”(Red Bible),就好像西方国家人人必备的圣经一样。从这看出《Quantitative genetics in maize breeding》一书在国际上的地位有多么重要。这本书即将发行第三版。

      2) 上世纪60年代,多点测试和大密度测试是先锋的核心商业秘密。我读到的最早文献纪录好像是1981年,Troyer博士在一篇文章里介绍了高密度育种方法。

      3)MAB  分子标记辅助育种。

      DH 双单倍体育种,即目前盛行的花粉诱导单倍体育种技术。

      4)Donald N. Duvick生前是先锋的首席科学家,但他的专业背景是作物生理学,而不是遗传学和育种学。但他的研究却指引了先锋的育种方向,后来又指引世界的玉米育种方向。从这件事可以看出先锋用人的英明之处。别的企业大概不敢像先锋这么用人。

      5)关于育种师的称谓。确实-ist经常翻译成“某某学家”,-er则翻译成“者”或“师”,我经常把Breeder理解为育种者,并解释为育种流水线上的工程师。在少数需要尊称的时候,仍然使用育种家这个称谓。由此引申到Agronomist,农学家,可是中国搞农业研究的人不喜欢这个称谓,于是就发明了栽培学家的称谓,这在世界上绝无仅有,连栽培学也是中国才有的。可见中国的“栽培学家”自己就把自己给看瘪了。

      6)由Iowa Stiff Stalk Synthetic(BSSS)折射出美国玉米育种历史的延续性,Seed look认为中国则要让企业去填补。这似乎不大可能。Seed look的文章反映了种质改良的技术需求,但这恰恰是公益性育种研究的职责,从中国来看,现在和将来都不可能由企业去完成。但Seed look关于中国玉米育种的历史将由企业去完成,则是正确的。这意味着公益性和商业性的角色转换。
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