转发：玉米育种正朝着合理的方向转…

玉米育种正朝着合理的方向转变（一）
2016-07-12 张世煌 种业与市场

前言

我们虽然普及了玉米商业育种的基本原理，即以本土化的杂种优势模式为核心，将各类种质资源向两个方向推开去，施行循环育种，高密度抗逆育种和程序化育种。针对这5句话，需要我们在实践的基础上逐步深入理解和落实许多技术和管理的细节。邀请大家参与讨论。
讨论的意义就在于彻底抛弃被误导的育种方向，全面提升我国玉米育种的理论水平和实践能力。这就需要深刻理解商业育种基本常识那5句话，并落实到可操作的细节中去，即落实到种质改良与创新。在中国，这意味着一次深刻的育种技术路线的改革与创新，不是少数人就能做到的事情，要靠大家集体努力。
自从李先生卧床和去世，特别是1997年8月承德会议以后，少数专家和教授围绕高杆大穗晚熟稀植品种可是喧闹了一阵子，但很遗憾他们没有抓住自己的机遇，却误导了全国的玉米育种方向，逐渐使自己边缘化。几年前，我只以为他们的育种思路不对头，导致育种目标和技术路线失误。但有几位同志提醒我，那些人根本就没有思路！这使我愕然。可不是吗，从他们的讲话、主持的项目和组织的会议来判断，也从他们偶尔在博客留下的帖子来看，真的没有思路可言，不过被狭隘利益驱驶罢了。他们可以没思路，甚至没有理论和技术路线，但做人做事都有一个方向，这是客观存在。于是我们换个思路，分析育种方向，这样涵盖的范围就宽多了。让我们来客观地分析育种方向，把正确的理论和技术路线落实到基层科研单位和企业。目的是支撑商业育种的健康发展和重振我国玉米种子产业。
为什么要讨论这些入门水平的基本常识？单只说对国内外种质资源的理解就存在很大的歧义。最近，我与产业体系的试验站长和岗位专家座谈和调研，来自登海种业的试验站长说，我们发放的所有种质资源都没用，以后不要再向外发放种质了。还有品种密度试验也该停止！这番话也许有代表性。我接触过各地许多专家和教授，听他们的讲话和报告，阅读文章，逐渐了解这些人。如果从三个层次来理解Gene Bank，我估计他们当中能够熟练使用品种资源的不超过60%，能够正确评估和较熟练使用种质资源的不超过5%（那全国就有 150人之多），而能够理解和利用基因资源的可能更少些。虽然国内有许多人研究QTL精细定位、SNP和基因芯片技术，但由于体制的束缚使他们不具备产业化的愿望和动力，关键是国内种子企业不具备采用生物技术的能力。面对这种局面，我的理解是建立公共技术平台把种质资源的扩增、改良与创新成果和生物技术推向产业化应用，而一些人却要取消这些公共服务平台和公益性育种研究。你看，对这么一个小问题的理解就有这么大的差距！
对东华北和黄淮海区域的调研结果进行冷静的分析，我们注意到国内玉米常规育种和分子标记辅助育种都没有形成产业的竞争实力，虽然不少育种者得了些额外收入，但育种研究的基本思路却发生了偏差，育种方向和技术路线出了问题。可以说，大多数科研单位和企业的育种方向、思路和技术路线曾经是偏离的。尽管有人说这是体制造成的，不应该由个人承担责任，但总归是间接承认了问题的严重性。其他作物并没有像玉米育种这么严重。这就需要引起玉米育种者的冷静思考和理智分析，采取针对性的措施来纠正育种方向和育种思路的失误。然后才是纠正技术路线和种质改良与创新方向的失误。最终要站在较高层面提出能够被商业育种采纳的整改方案。商业育种的目标很实在，不应该陷入双重利益格局而强迫自己扭曲客观规律。
需要思考的问题包括：⑴两个杂种优势群的来源和在商业育种中的实践。⑵两个杂种优势群是否有空间方向性。两维方向与三维方向在实践中是什么关系？⑶如何利用外来种质？这包括热带和亚热带种质，美国、加拿大种质和欧洲种质，中国地方种质也属这个范畴……。⑷不同企业之间循环育种的方向性有差异。⑸高密度育种的含义和具体操作。可能还有一些别的问题，事关商业育种的发展方向和技术路线，都应该提出来讨论。但我要说明，这里大多数问题属于中国特色，不具有重大科学意义。这些问题的答案不管在哪儿都是不言而喻的，唯有在中国，陷入双重利益格局的大学教授们经常犯晕。中国玉米育种者只好面对这些问题，目的是解放思想，推进商业育种，重新振兴中国的玉米种子产业。
2011年1月12日我在博客转载了网友“实实在在”的“美国解密自交系聚类图”。用意很明显，就在于为本系列网文做理论上的铺垫。“实实在在”向我们展示了美国玉米自交系的一维、二维和三维聚类。这有助于我们“剥茧抽丝”从复杂的多维角度去理解两个杂种优势群的含意。三张图所涉及的自交系、分子标记和得到的结论完全一致，只是对数据的统计方法不同。
第一张图告诉我们，美国自交系聚成两类，上面是NSS，下面是SS。这是一维的线性聚类。估计是用了DCentering方法。从育种角度来说，SS种质相对简单和稳定，而NSS则比较丰富。这与中国和世界其他地区的情形很相像。
第二张图的数据与第一张图完全一样，只是数学方法不同，属于三维聚类。面对第二张图，我们可以想象乘坐飞机恰好从埃及金字塔上空掠过，于是你就看到那种情景。但你要注意，第一主成分是最重要的，变异因素的贡献率达到12.8%，第二主成分的贡献率只有7.7%，而公司之间围绕各自的技术核心所形成的空间立体分布，其贡献率（5.1%）就更小了。这就是网友提醒我杂种优势亚群呈球形分布的数学映像。
为什么第一主成分最重要？你仔细看Mo17和B73在第一和第二主成分平面上的关系就知道了。Mo17和B73在第二维度上差异极小，在第三维度上几乎就没有差异，而在第一主成分尺度上差异极大。这是它们成为标准测验种的遗传基础。进一步再看C103与Mo17的关系，然后再看oh43就跑到金字塔的尖上去了。从oh43和C103到Mo17，主要是在第一主成分尺度上的变化。如果从第三维度来看，与SS和NSS的差距都在缩小。显然Mo17在第一主成分尺度上跑到最远端去了，这是最重要的。你还可以看另一边，注意B73与B37和A632的关系，也是在第一主成分尺度上变化最大，B73被推到了最远端。而Mo17最后与B73形成了经典的杂种优势模式，代表了美国玉米种质的改良方向。先锋和Holden自交系是围绕这个基本模式在三度空间里的进一步发展。我们要抽象出高度概括的杂种优势模式，就应该更看重这些自交系的二维和一维分布。但这不排除每一个公司围绕各自的技术核心在第三主成分尺度上形成自己的三维方向，但出发点是B73和Mo17。
类似的空间分布图还可以参见加拿大Guelph 大学的伊莉莎白·李2007年在Crop Science第47卷202-215页上发表的Physiological Basis of Successful BreedingStrategies for Maize Grain Yield。下面就是这张图，非常有育种参考价值。但它不是三维的，仍然是两维的，表现了SS为一方，Iodent、lancaster和Misc为另一方。Iodent被划入NSS一方，实在出乎我的意料之外，这反映了美国人信奉实用主义哲学，估计许多国人接受不了，但比强词夺理的复杂化管用得多。

二、改革乃大势所趋
最近一青年网友育成了有希望的苗头品种，给我来函讲述他的育种进展和想法。他所培育的新组合其实是美国材料的组配，不妨说他的前期积累在美国。现在尚处于多点鉴定阶段，没敢送预试，按他说法，即使送去参加预试也未必能通过。今年从3省5个地点的田间试验来看应该明显超对照郑单958，据说植株抗病性、抗倒性、果穗均匀度、出籽率均比郑单958有明显提高。2010年秋季我在全国很多地方看到了类似的可喜现象，说明我国玉米育种的方向越来越明确，育种思路正朝着合理方向转变，技术方法基本得当，基层单位和企业的育种研发开始走上健康轨道。
年轻人认为，目前国内玉米育种要想取得突破应采取两种方式：一是用国外种质改造国内的黄改、旅系和西南材料（这一点柏大鹏做得好，改得很成功），另一途径是用种质材料的丰富性来弥补本地育种的缺陷，这一点很像是跨国公司的育种思路和品种布局策略。青年人概括得很到位，其中蕴含着深刻的理论，完全符合玉米育种的发展趋势。
我们在往来信件中交流了对目前育种发展趋势的一些看法。这些讨论合在一起虽然只反映了我国玉米育种技术改革的一个侧面，但足以引起我们深思。
我们首先讨论了育种需要种质、技术和经验的积累，更需要可持续性育种的能力建设。
育种不但艰苦，还要耐得住寂寞，从业者要本着科学精神，以脚踏实地、大胆创新和积极进取的工作热情全身心投入。不管在哪个国家，育种取得成功都需要长期积累。但积累和积累不一样。跨国公司长期系统地积累种质和信息资源，属于较高层面的考虑。中国的育种管理落后，资源分散，忽视育种方向和技术路线，也忽视对创新方向的把握，于是个人积累所隐含的科技含量和创新方向是否准确就显得特别重要。在中国，年轻人成长为专业育种者，必须靠个人积累种质资源和育种经验。但越是这样，隐含的问题就越多。这个经验包括对种质的评估和管理，本质上是信息管理。我在中国玉米育种界所起的作用之一是普及两个杂种优势群的概念。这是一次思想解放，等于把种质资源做了一次归类和浓缩，破除了对育种经验的神秘化，从此引发一系列连锁反应，为企业和年轻人奠定了设计育种和流水线式育种管理的理论基础。
中国的科技管理体制鼓励 “全能”型育种者，不鼓励团队建设和流水线（pipeline）式的专业化育种管理，这是东方特色的管理模式，不过在中国搞得更甚一些，所以育种成功的概率低。这就是所谓上帝的恩赐和设计育种的差别。原因在于中国的公益性育种势力太强大，他们在双重利益格局和现行体制下不可能施行流水线式育种，也不可能把研发团队做大做强，但他们却不仅要介入，而且想要牢牢控制商业育种。这是中国玉米育种没有可持续能力的根本原因，企业要特别小心地对待这一特点，不要因袭科研单位和大学的陈年弊病。
这里说到成功的概率很低，2000年以来全国审定了大约三、四千个玉米新品种，其中只有10%曾在生产上开发使用过，而这其中又只有10%算是比较成功的。这么算下来，即使从通过审定算起，成功概率约1%。也就是说现在大约有数十个品种是有竞争力的。这已经是很宽松的估计。为什么会是这种局面？这只能说明我们的育种思路和技术路线出了偏差！而且是最近二十年的普遍性问题。
国内有不少势单力薄的个体育种者，即使在科研单位和大学里，差不多也是单兵作战，分散了科技资源，目前没法做大规模的早代测验，很难建立覆盖主产区的新组合测试网络，难以系统地施行程序化育种，只能引进先锋、孟山都等跨国公司的杂交种盲目地分离二环系，在F3或F4代混粉测配，施行重点选择的育种思路。经过多年观察和比较，该网友感觉未来孟山都的产品会比先锋还要好。因此他建议更多地关注孟山都的品种。这是一家之言，值得关注。但从他的育种经历来看，显然尚缺少自己的积累。这是绝大多数科研单位和企业的普遍现象，目前，这要靠国家，靠加强前育种研究来弥补技术、材料和经验积累的不足。中国育种者需要在此基础上创造种质和技术积累。这是当前管理体制所决定的。国家和企业方面的前育种研究软弱，个人积累就显得很重要。但这命里注定效率不会高。于是上帝高兴与否就显得很关键。
我国玉米育种界有个别产品的客观内涵比较丰富，水平较高，但背后的育种技术特别是“工艺”水平非常低，基本上无章法可循，很像作坊式管理。说白了就是技术和工艺之间距离较大，依靠低水平的工艺技术说不定什么时候也能造出个水平较高的产品（所谓大品种），靠的是偶然性，至于已经取得的创新成果沿着什么方向往前推进，下一个创新性的产品何时何地出现，那就没准了。这就使得育种研发和产业整体不具有可持续能力，也就无从谈起竞争力。如果先进技术不能落实到合理的工艺上，所谓育种技术的先进性就靠不住，而育种能力建设就会落空。国家产业技术体系现在遇到的也是这种困难局面。为了突破困境，只能从整合资源做起，建立覆盖全国的类似pipeline的玉米育种协作网。国家产业体系不是取代商业育种，而是帮助振兴种子产业。它的使命是有限度的。大量的能力建设将发生在体系外面。
我们经常看到的是重大创新成果之后的群起模仿、抄袭和管理体制促成的技术倒退。模仿并不错，抄袭剽窃说明管理上有漏洞，但育种方向的倒退则是管理体制促成的，同时也反映了育种者群体的真实水平。这启发我们，一个国家的产业不能只靠育种者个人积累，要建立国家层面的理论、技术、种质和经验的积累，更需要管理体制和运行机制的保障。这才是足够理智和可持续的育种管理。
年轻人要面对一个现实。虽然中国还没有建立现代育种管理体制，但我们在自己工作的小范围里要尽可能建立育种技术环节的流水线式管理，在理论和技术上正确地把握创新方向，尽量回避体制弊端，在竞争中赢得些许主动。这就是所谓体制障碍绕着走，改革运行机制；如果机制也动不了，就专注于技术革新。至少我提出那5句话，无论对大企业或小企业，都是可行的技术路线，具有明显的竞争活力。这5句话即：立足现有种质基础，以本土化的杂种优势模式为核心，把种质向两边推开，实行循环育种，高密度抗逆育种。最后，再加上程序化（数据化）育种管理。概括成一句话，叫作“以我为核心”，而这一条最难做到。
在强大的跨国公司面前丧失自我，理论和技术上慌了手脚，却不慌不忙地组织起大规模“走猫步”和“狗熊掰棒子”，就说明一些人忘了自己是干什么的。这也说明处处向钱看，屁股指挥大脑，生不出好结果。既然我们在体制上不如人家，那就更要注重技术层面的改革，要很务实，既有利于所谓育种游击队的生存与发展，更有利于大企业。对育种的基本方向、技术路线和创新方向等基本常识不应该再以“百家争鸣”为挡箭牌，继续误导别人，误导全国。如果“知名”的大牌专家教授继续在这些基本常识方面“百家争鸣”，就太弱智，理论水平就太低了，结果只能是败家争鸣，败家子腾飞。
有那么一些 “专家”和“教授”拐着弯反对这些理论，是出于双重利益的挣扎，而不是正常的学术讨论。那些人一边在口头上反对，一边却按照我提出的基本思路悄悄地改变育种方向，然后再嘟囔几句。我建议那些“专家”和“教授”们坚持高杆大穗晚熟稀植繁茂的育种方向，坚持聒噪，那才叫有骨气，才是名副其实的知名“专家”和“教授”，可惜他们对产业来说只是致命的浊流。

三、可喜的发展趋势

这一章的副题虽然是“可喜的发展趋势”，但实际上喜忧参半。
多年不到山西，今秋去看了一下，变化不小。山西省品种更新换代一直做得比较好，虽然自然条件比较差，却曾经是最先推广金皇后取代硬粒型农家品种，最先采用双交种和最先推广中单2号的地方。现在又是利用先锋自交系选育新杂交种做得最积极活跃的省份之一。在消化吸收和再创新方面取得了明显成效。站在巨人肩膀上到底见效快些。在其他省也能看到类似的情况。一些企业学习美国经验取得了明显进展，但令人担忧的是育种研发的可持续能力依然不足。
连续几年，每到秋天我便在各地考察区域试验、预试和生产试验，总的印象是这5年里，参试品种年年都有新进步，一年一个样，越来越多新品种的育种思路和技术路线朝着更成熟、更合理的方向演变。国家区试比省区试的表现好，进展较明显。北方春播区受到的外企竞争压力比较大，可是育种思路的进步也更快些，其中给我印象深刻的是新疆和山西，许多企业把自己的品种送到山西去展示，从中看出玉米育种进步之快超乎想象。黄淮海地区仍有三分之一以上的新品种没有从紧凑型中摆脱出来，叶片宽大肥厚密集，果穗苞叶也显出类似毛病。这样的品种浪费资源，籽粒灌浆和脱水缓慢，不利于机械作业，生产效率低。各地（含国家）预试品种所体现的育种方向普遍好于区域试验，而区域试验又好于生产试验。这种技术转型的局面恐怕要持续若干年，才会进入各环节都平稳推进的良性状态。许多品种直接用先玉335的母本与一个本地改良自交系杂交，少数品种直接用先玉335的父本；也有一些品种是同时改良先玉335的两个亲本，然后杂交成新组合，这类组合不多，但很抢眼。这些都是应急的做法。从长远来说，要增强我们自己的种质改良与创新能力，比如对郑单958就不能“狗熊掰棒子”，而要设法用不同的种质改良它的两个亲本，对美国种质不能再“走猫步”。这显然需要国家公益性科研单位起带头作用。可问题恰恰出在这里。
国家科研单位和大学（含改良中心）的育种能力表现得很拖沓、疲惫，在育种方向和种质创新领域正亦步亦趋走向末路。我在某地的品种展示中看到，中国农科院的品种居于中等，所体现的种质基础不如国内的较高水平，与几所农大在同一水平线。而全国的玉米育种水平与跨国公司相比，差距明显。为什么会是这样？我以为，这反映了各个国家公益性科研机构在体制转型时期的客观规律，国家科研单位和大学应转换创新方向，既使在常规育种方面也要调整技术路线。一旦新技术普及到了企业，变成产品创新的常规技术，公益性机构便不可能与企业竞争。于是公益性科研单位要调整自己，开辟创新方向，包括结构调整。另一方面，国家科研单位和大学自律性较强，不直接用外企的自交系搞育种，通常是先培育二环系，然后配组合。这在时间上就慢了3年，错过最有利的竞争时机。
仅从品种展示来看，中国农大的育种思路至今没有转弯。而中国农科院没有整合科技资源，力量分散。以前靠团结的力量恢复了元气，又通过及时转变创新方向，在国内玉米界争得一席之地，但最近风气下滑，青年科技人员的积极性不高。创新是要冒风险的，在一个不团结的研发队伍里，创新的动力就不那么足了。
中国的规律很特别。科研管理体制改革这么多年，企业的创新能力依然很弱，一些公益性科研单位由于双重利益集团的拖累和干扰，在常规技术方面丧失了创新动力。这个问题该怎么解决？首先，拿了国家很多经费，占据优势资源的国家改良中心和分中心有责任回答，如果回答不了，就让全国玉米科技人员用改革和创新的实践来回答。接下去，是各地方农业大学和农业科研机构来思考和调整自己，适应产业发展的需求。
最近几年玉米育种技术的进步，表现出奋起直追的应急特点，可以说八仙过海，各显神通了。但作为国家层面的育种能力建设，这显然不够，需要培养可持续的创新能力。这种创新能力首先来自国家政策调整和公益性科研单位把握正确的育种方向与技术路线，协调好公益性与竞争性（商业）研发之间的关系，然后才有技术上的创新与调整。
除了中央单位和大学，省级科研单位的常规育种也表现出力不从心的迹象。因此省级科研单位也面临着国家科研单位相同的挑战，要早有思想准备调整育种方向和技术路线，或转换体制和机制。这些都是出路。唯有双重利益集团那条路走不通。协调公益性和竞争性之间的关系已经尖锐地摆在科研单位、改良中心、分中心、大学、企业和管理部门面前，到了不得不解决的程度。虽然尚未解决，各有轻重缓急，但已经显露出很好的发展趋势。

四、防止技术“短路”

即使培育出好品种，还要经过许多环节的考验，其中包含管理因素造成的技术“短路”，而压抑了创新型的优良品种，育种的各个环节都可能由于理论上的失误或顶层设计错误而导致技术短路，造成育种系统的整体效率下滑。玉米育种表现的典型方向性错误包括“走猫步”、“狗熊掰棒子”、多群论、忽视外来种质、藐视地方种质、“超级”、“零缺陷”、高杆大穗晚熟稀植的育种目标等，这些反映出育种理论的不成熟和绝对化的思维方式。由此造成的技术“短路”抑制了商业育种的能力建设和降低竞争实力。跨国公司的进入，从理论基础上冲击了品种试验和审定的概念与方法，使我们越来越回归理性。但中国企业能否享受到技术进步带来的好处则属未知数。这要靠我们自己努力克服一系列的“短路”因素。
1、种质创新能力不足，需做好长期竞争的思想准备
优良品种不是绝对的，需经过多重逆境的考验和在与许多品种的竞争中才能脱颖而出。最近这3-4年里，中国育种者迅速扭转了育种思路、技术路线和种质改良与创新的方向。各地方区域试验、生产试验和品种展示所反映出的育种方向已经不可能再向后倒退！发展趋势令人鼓舞。中国各地的玉米育种能力正在迅速提升。但种质创新能力还有明显的差距，有待继续加强。
自1990年3月南京会议到2002年10月南京会议，特别是2003年12月昆明会议以后这7-8年时间，我们已经迈出了艰难的第一步，学习国外的先进经验，扭转育种方向，重新设置育种目标，端正了技术路线和种质改良与创新的方向。但另一方面，我们清醒地认识到，玉米育种技术改革的动力并不是来自那几次会议，不是来自内部力量，而是来自2005年以后逐渐增强的外部竞争压力，也就是说我们现在的育种技术改革实践不是来自大多数人理性的思考，而是被跨国企业逼出来的，属于短期内的应急反应，而中长期的研究积累却少而又少。玉米育种的中长期发展方向和应对措施应来自内部的理性思考和自觉行动，而不仅仅是靠外部压力来推动。从这一点来说，我国玉米育种的可持续性和自主创新能力都需要深刻反思。这样的育种研发系统支撑不起种子产业的综合竞争力。目前取得的进展还只是开始，我们仍然缺乏种质和技术积累。即便是已经育成新的优良品种，也还要通过区域试验和审定关，最后是推广和售后服务关。希望青年人能够克服这重重困难，使新品种通过审定，推向生产。
品种到了生产上以后，会遇到许多问题，要及时分析原因和找出对策。现在取得的进展只是初步的，有人说目前处于“跟踪”阶段，还有人干脆说是“模仿”育种，这些都是委婉的说法。种质创新能力不足非常令人担心，那么多品种之间所体现的育种材料雷同，缺乏创新，就好像这么大一个国家数千名育种者都在同一家公司里育种打工。这样的育种研发系统缺少竞争力和抗击能力。而育种管理和分子标记辅助育种技术的差距越来越大，这说明我们与跨国公司之间的长期竞争会非常艰苦。这场竞争的胜负，难以预料。不但技术和种质创新方面需要缩短与美国的差距，还要克服管理体制上的障碍，才能为产业技术进步扫清道路。
2、防止“狗熊掰棒子”
虽然可以利用跨国公司的某些自交系，但要有分寸。只要先锋自交系没有在中国申请植物新品种保护，或者已经过了保护期，不妨用一下。但中央单位和大学教授显然不想这么做。根据目前中国加入的1978版本UPOV公约，可以用专有自交系选二环系。这就必然引入两个杂种优势群的概念。
之所以写这一段话，是因为又看到“狗熊掰棒子”的迹象。历史上为什么“狗熊掰棒子”？因为有美国种质进入中国，表现出先进性的一面，于是一窝蜂争抢而上，却忽视了理性思考。本质上是中国地方种质无用论和多群论埋下的祸根。虽然短时间内改变了种质方向，但“走猫步”的本质是丢弃本土化的技术核心和本土化的种质基础，无法朝着有利方向施行循环育种，使玉米育种的种质基础总是在0.5这条线上下晃荡，不能有效地积累有利等位基因频率，从总体来说得不偿失。我们应从产业发展的角度认识“走猫步”和“狗熊掰棒子”现象的破坏性作用。对基层科研人员要正确引导。李竞雄院士曾经一次又一次纠正中国玉米育种界的方向性失误，而后来发生的技术错乱，则是在李先生卧床以后人为误导的结果，不能都怪到体制上去。现在要很清醒地认识差距，虽然来自跨国公司的竞争压力很大，但我们不要迷失自己的方向，国家科研单位和大学教授都有责任正确引导育种方向。企业，特别是小企业采取了应急措施，但没有建立可持续的技术路线，这是国家公益性科研单位和大学应该带头做的事情。这是责任。
中国育种者不能因为先玉335的成功推广就慌了神儿，再次手忙脚乱地组织大规模的“走猫步”和诱导全国性的“狗熊掰棒子”。在黄淮海地区要坚持我们自己多年形成的技术精华和种质基础，包括本土化的杂种优势模式。我把中国玉米育种技术的缺陷看得很透，但仍坚持“以我为核心”的基本思路，也许有些保守，但离了这个基础，学习美国经验和吸收美国种质就可能带来“狗熊掰棒子”的副作用。
3、“紧凑型”的出路
“紧凑型”的育种思路已经走完了自己的路，再走下去应朝着调整株型结构、打开上部叶片的方向发展，要适当减少叶片数，使上部叶片短而窄，拉开间距，利于通风透光，朝着耐密植、缩短生育期、抗生物与非生物逆境、节省资源和适应机械化作业的方向发展。产量就是抗逆性，这反映了育种的主流方向和基本思路，而合理株型原本只是高产育种的连带效应，不是育种目标。刻意的“紧凑型”作为育种思路已经走到极端，没有能力继续往前走，或失去了发展机会，但作为育种材料则不能轻易丢掉，不能再次“狗熊掰棒子”。因为除了株型结构以外，许多其他基因是可取的。
有毛病的优良种质需要改良，有毛病的种质能够改良。我们已经有了一定的种质积累，但构成本土化杂种优势模式的两个种质群都需要用外来种质做较大幅度的改良。即使利用美国种质，也应坚持“以我为核心”的原则。这对多数企业和科研单位都适用，在黄淮海尤其必要。但必须承认，我们玉米育种的种质基础还比较薄弱，“以我为核心”会面对许多两难选择。在玉米生产技术和育种的种质基础比较先进而外企竞争又相当激烈的地区，需要思考什么是自己的技术核心。这些省区有必要对本地区的杂种优势模式和育种方向做出抉择，坚持正确的技术路线，作为学习美国经验和提升育种能力的出发点。这些地区在过去二十年里盲目“学习”内地的育种思路和种质“改良”方向都表现出技术倒退的特点。新疆、甘肃、宁夏、黑龙江如果在玉米育种的技术路线和种质创新方向走出一条新路，将会在北方玉米产区扩散，支撑种子产业形成一定的竞争优势；而许多历史不太长久、基础较薄弱的小公司，则不必替别人背历史包袱，直接与先进技术对接，反过头来整合本地种质，似乎更可取。
黄淮海地区的玉米育种不能朝着延长生育期的方向走，应设法缩短生育期或至少维持郑单958的生育期不要延长。现在形成了对峙局面，一边是国内某些育种者通过延长生育期获得试验田里的高产和谋求品种通过审定，另一边是推广机械收获，特别是籽粒收获技术将成为主流。高产育种要求延长籽粒灌浆时间、加快脱水速度和缩短生育期。既要延长灌浆时间，又要缩短生育期，看起来矛盾，但只能如此。这两者较量的结果将决定今后到底谁占领未来的市场。学习美国的育种经验和维持紧凑型到底谁能坚持到最后，只能由时间来检验。作为企业必须做出正确抉择，否则无路可走。
最近这两年，我们注意到一些育种技术的改革采取了完全美国化的方式，这属于应急措施。育成的品种看起来不错，但需要弥补育种管理可持续性不足的缺陷。还有不少品种仍然延续以往的技术路线，继续高杆大穗晚熟稀植和植株繁茂的育种方向，估计这些品种能通过审定，但推广应用的可能性越来越小。多数品种走了中间道路，用美国种质改良“紧凑型”玉米。学习国外的育种经验，要循序渐进，重视积累。关键是企业要建立种质改良与创新的基础，提升育种能力。国家公益性研究机构应发挥核心作用，而企业则应选择正确的育种方向、目标、技术路线和建立种质积累。
上述发展过程在周边国家得到了印证，今后将从更多的国家得到印证。越南曾经紧随中国的技术路线，印度介于中美之间。经过短短3-4年时间，印度Bioseed已经完全采用美国的育种思路和技术路线，彻底改变了种质基础，并向南亚和东南亚市场渗透；越南正在调整育种方向；这些不能不引起我们的关注与思考。我们还没有走出国门，育种技术和种质创新方向却已经不占优势。面对外企的竞争压力，双重利益集团应尽早放弃自以为是、自我封闭的育种思路和技术路线。
4、从产业发展的角度认识“走猫步”的危害性
给我写信的青年人有一个独特的观点，令我犹豫不决，或基本上不能认同。他认为，单从先锋的杂交种选二环系去组配确实是“走猫步”，如果从不同公司、不同国度的杂交种选二环系，再去组配应该说就不是“走猫步”了。这在实践中或许可行，他有些实践经验，看透了大公司之间育种材料的分布特征，但从我们自己的育种材料和市场需求来看，这一观点忽视了群体基因频率的摇摆与振荡，看到基因频率的微小差异却忽视了全局的育种效率。即局部成功，全局不可取。还是要以我为核心，向两边推开比较主动一些。即使从商业杂交种分离二环系，也一定要围绕自己的核心向两边推开。从实践来说，向两边推开的循环育种策略不难做到，可对一些人来说，从理论上理解有难度，需要一点数量遗传学知识。
“走猫步”是可以育种的，也可能取得有限的成功，甚至获得奖励，但从商业育种和种子产业发展的角度来认识，则属得不偿失。其根本问题是以后再难吸收其他种质搞循环育种，怎么做都会推动育种材料群体的基因频率振荡，再难出好的品种。这等于是把自己的发展道路弄得越来越狭窄。从理论上来说，强行把一个材料朝着某个方向硬推过去，是能做到的，或许有理论的验证意义，但在育种实践上不可取。某超级牛人的超级项目组织了很多单位，联合起来从先玉335选二环系，而且还搞成多单位大规模穿梭育种，结果怎样？或许个别人能取得有限的成功，但效率很低。对大多数人来说，那条路走不通。
我们强调“以我为核心”，把一切种质向两边推，实行循环育种的策略，是基于一个基本事实，即我国玉米育种已经拥有一定的种质积累，形成了比较成熟的杂种优势模式。据李明顺研究，以掖478和黄早四为代表的PA种质与四平头种质构成了我国本土化的杂种优势模式。其中掖478和黄早四是一对非常典型的标准测验种。在这个基础上，完全不必再“走猫步”和“狗熊掰棒子”。也就是说，我们已经具备了商业化循环育种的基本条件。
各公司育种所依赖的基本杂种优势模式（二维方向）相同，但利用的种质基础有很大差别，因此形成了各公司之间不同的技术核心，即三维方向有差别。中国一些育种者把不同品种的种质差异当成杂种优势群的差异来对待，甚至把不同企业、不同国家或不同育种者个人的材料喜好都看成杂种优势模式的差异，显然是从低处仰望外部世界的思维方式。如果通过“走猫步”的方式利用先锋和孟山都杂交种的种质差异选育二环系，建立自己的技术核心，恐怕有点玄，你以后还要利用别的外来种质，该怎么办？到那时候，你企业的育种效率就遇到麻烦了。我还是建议“以我为核心”，把一切外来种质朝两个方向推开去，然后循环育种。在这过程里，各企业形成自己的技术核心。企业之间利用的种质资源在三维方向上可以各有特点，但杂种优势模式的二维方向（SCA）是一致的。到了这一步，企业之间体现的是种质基础的差异，而不是理论基础和育种思路的差异。关键是那个共性的理论基础必须正确，能与别人接上轨。
（如果理解不了杂种优势模式的二维与三维方向的关系，建议你到天文馆去看一场星空表演，观察那个大“哑铃”型的天象仪如何运作，就理解三维方向与二维方向之间的关系了。）
5、忽视基因型与环境互作育成的品种没有市场竞争力
正确地选择育种试验的环境条件对育种成功有决定性意义。
2007年，我到四川某地区农科所去考察，看到那里的育种试验条件比较艰苦，多数试验地不平整。其中有一块两亩多的地块就像一块簸箕那样挂在半山坡，可育种人员告诉我，他们选育的好杂交种的自交系都出自这块坡田！那些比较平整的田块反而不出好自交系。这件事我一直铭记在心。面对什么样的生产条件，就培育什么样的自交系和杂交种。玉米生产发展到一定程度，抗逆育种便越来越成为主题，而绝不能搞成文不对题。
以高密度筛选为突破口的抗逆育种是进一步提高杂交种产量的主要途径，其原理是利用基因型与环境的互作效应筛选适应性广的基因型。育种者都懂得利用多点鉴定来筛选新品种，却不明白其中的原理，更不明白把适应性分解为一系列可以分别研究的抗逆性状，从而获得环境适应性。须知适应性本身是无法选择的，但根据基因型与环境互作原理，却可以对抗逆性做主动选择，例如耐密植、抗倒伏、抗病、耐旱、耐低氮、耐低（高）温、耐酸性土壤、光周期迟钝等……。有人说，要选育超高产的品种，就要培育能够获得超高产的实验地。这种说法显然是不懂得基因型与环境互做原理，因此不懂得利用逆境条件筛选生产需要的基因型。这个问题的本质是种子企业要培育“赛马”型品种还是“役马”型品种的育种方向选择。农业生产需要的是吃苦耐劳的“役马”型品种。另一个误解是把育种前期和中期过程的选择条件与后期的选择结果混为一谈了。
多点鉴定是利用基因型与环境互作效应识别优良杂交种的主要方法，而高密度筛选是利用基因型与环境互作效应筛选抗逆基因型，原理一样，作用不同，因为育种者操作的对象不一样。所谓操作对象是指环境控制和基因型两方面都不一样。在此基础上，还要利用其他选择压，如干旱、低氮、高温、低温、病害、盐碱地、酸性土壤、水渍、寡照……等一系列逆境条件都是育种所必须的选择压。显然，高密度是抗逆育种的第一个突破口。这些与“超级”育种的理念背道而驰，与“零缺陷”更是格格不入。
所谓“超级”育种没有竞争力，就在于对环境敏感，产量不稳定。十七年前我接触过超级玉米的概念，那是指特别耐旱耐贫瘠，讲的是极端抗逆性，而不是针对完美过头的试验田产量做文章。郑单958和先玉335都启示我们要重视抗逆育种。某些品种在完美过头的试验田里的产量不一定比得过高杆大穗晚熟品种，但是到了农民的地里就显示出真实的优越性。“超级”品种的失误就在于忽视抗逆性，即忽视了基因型与环境的互作效应。这样的品种在农民田里没有竞争力。而“零缺陷”则是哗众取宠和彻头彻尾的欺骗，超出科学讨论的范筹了。
基因型与环境互作是很简单的概念，但要理解和用到育种实践中却不太容易。高密度抗逆育种原理被某教授理解为生产的高密度。这说明他不懂得数量遗传学的基本原理，忽视品种选育和试验筛选过程里基因型与环境互作，或者忘记了高密度筛选及其他逆境因素的育种学意义就在于扩大育种群体内的表型方差和遗传方差，因而提高了育种群体内的选择差和育种效率。他忘记了，高密度育种首先是个育种概念，其次才是生产概念。
6、慎重对待转基因
一些人到国外去考察，顺手牵羊从农民田间弄回一些杂交种产品，当宝贝一样分离二环系。大多数以失败告终，归因于技术路线错误。还有人用特殊方法弄回一些自交系，没见到成功的案例，归因于理论缺失和技术不成熟。也有人从可靠渠道获得了杂交种子或产品，分离出二环系，配出好组合。虽然是碰运气，但从审定的角度来看，也算是成功。可其中涉及转基因成分，到头来浪费了大量人力物力和财力，可惜。辽宁一个新品种，在华北各地表现非常好，优点很多很突出，在部分地区简直可以取代先玉335，但遗憾的是含有转基因成分而被终止使用。
2009-2010连续两年非生物逆境很严重，倒伏、秃尖和空杆现象随处可见，这样的条件适合鉴定基因型的抗逆性。在区域试验和生产试验中看到几个非常好的杂交种，仔细一看，转基因，只好作罢。提醒各地育种者，今后要注意转基因的“潜伏”问题，不要为此浪费宝贵的资源和精力。不如把精力放在常规育种的能力建设上。
7、合理使用跨国公司的杂交种选育二环系
前面已经讨论过，利用跨国公司的杂交种选育二环系要防止“走猫步”，防止“狗熊掰棒子”。前面一节还提醒注意转基因的“潜伏”问题。可以利用跨国公司的杂交种选育二环系，但要明确改良和利用的目标。通常我们需要获得抗病基因，但除了以热带种质为主的P78599和P78641以外，很难从美国本土杂交种获得中国市场所需要的抗病性，于是有必要合理使用中国种质去改良美国种质的抗病性。
我们更需要用美国种质改良中国玉米自交系和杂交种的株型结构，合理分配代谢产物，提高品种对资源的利用效率，需要利用美国种质的茎秆强度和良好的根系结构，利用美国种质叶片光和效率高、籽粒灌浆强度大和果穗脱水速度快的优点，还要利用美国种质适宜机械化作业的一系列优点。最近几年，品种的耐阴性越来越重要，这与品种的株型结构不无关系。而利用美国种质改造“紧凑型”已是当务之急。
用美国种质的优点改良我国玉米种质的缺陷，这是重点。还需要利用热带种质提高温带种质对生物与非生物逆境的抗性或耐性。所以，才提出要坚持“以我为核心”，把国内外种质向两边推开去的育种策略。即使利用美国的优良种质，也要“以我为核心”。跨国公司在中国已经这么做，他们根据美国的杂种优势模式把中国的优良自交系向两边推，选育新自交系。我们不可再犹豫。以这样的策略认识国内外自交系已经没的说。但如何利用美国杂交种来达到上述目的呢？
不要像某超级牛人那样盲目地组织超级育种项目，动用海量资源搞成许多单位之间大规模穿梭育种，他们采取的主要措施是围着先玉335“跳猫步”。正确的做法是利用先玉335的两个亲本分别作循环育种，把中国或外国自交系按照杂种优势群，分别与先玉335的两个亲本杂交，然后选育二环系。这个道理大家都明白，不再细说。
如果拿到跨国公司的杂交种，看上去很好，却不知道系谱，更得不到亲本自交系，可以先向两边推一下。怎么推呢？就是用杂种优势模式的两个标准测验种分别与那个杂交种杂交一下，于是得到两个顶交组合。这等于是把那个杂交种向两个杂种优势群的方向分别推了50%。得到的产物，一边是75%的A，另一边是75%的B。这两个方向至少有一边能够选育出在杂种优势模式里好用的自交系。
还可以根据自己的需要把跨国公司的杂交种朝一个既定方向推，这样就把若干杂交种合成在一起，与某个自交系杂交，形成小群体。例如美国Iowa大学就用8个先锋杂交种与Holden公司的LH170杂交，合成BSCAD-1群体。同样，他们用先锋的若干个杂交种与另一个自交系杂交，形成BSCAD-2群体。如果对跨国公司的杂交种有一定的了解，这么做比双向测交的育种效率可能会高一些。
再举几个例子，Holden公司的LH176选自先锋杂交种3704×LH82；父本LH82含有先锋杂交种3558的背景，来自Holden 专有自交系610×LH7。另一个自交系LH168含有先锋杂交种3358/Oh43背景，来自LH82×LH105。总之，可以使用跨国公司的杂交种选育自交系，但一定要向某个方向推一下，而不要“走猫步”。
用什么做测验种来推呢？按照先锋和Holden的经验，用骨干自交系来推。据先锋公司Smith等人的报道，LH82就是一个被各个公司使用频率很高的来自Holden’s FoundationSeeds的骨干自交系。
从公报来看，一家美国公司用SS自交系与郑58杂交，用中国的PB（NSS）与昌7-2杂交，分别选育了新自交系。人家就是以自己的杂种优势模式为核心，围绕自己的技术核心借鉴和利用中国的优良自交系，把中国自交系推向两边去了。人家做到了“以我为核心”。我们要学习这个育种思路。以前我说什么都不顶用，哪怕我提前若干年预警和提示也没有用，只有美国人做了或说话了，那些“知名”专家才会不情愿地找别的话茬继续说事。一副奴才相。
从跨国公司的杂交种分离二环系，可不可以不向两边推，就那么懵着干呢？当然可以，只是不确定因素笼罩着育种全过程，浪费科技资源，效果却不好。我在以前的博客文章里分析过“走猫步”效果不好的原因，但没有从产业发展和育种管理角度分析其危害性。那超级牛人策划那么多单位搞穿梭育种，浪费国家的科技资源，即使他能取得成功，别人却不可能重复他的结果，几千万经费砸进去，效益却很低。这个方向性错误要纠正。他绝不仅仅是哗众取宠，更可能是一场由来已久的欺骗行为。
未完待续......

巜玉米图友》转
2016年7月14日