中国特色商业化育种体系的建立,是…
比较国内种业与跨国巨头之间育种技术的差距,大家一般想到的是种质资源和生物技术,却往往对田间试验(主要是试验体系和质量)重视不够,今天我们谈谈商业育种中的田间试验体系。
现代商业育种,通过田间测试策略,从表现型数据对基因型进行材料的选择,对于提高遗传增益非常重要。商业循环育种需要有一套商业育种体系,或者也可以叫做田间测试体系。田间测试可以反映一个育种公司的研发水平,也是决定一个商业育种公司的生死存亡的策略。关于这个问题,孙书库老师在智种网写过一篇玉米杂交种的田间测试的文章(文章的来源为:https://mp.weixin.qq.com/s/-UB7ylc0yxy3XwTSNTXkCg),与大家一起共勉,并总结拓展为以下几点。
1、田间测试是整个育种过程的组成部分,包括了从自交系选育、杂交种鉴定和商业产品最终筛选开发几个关键育种环节,所以,田间测试是育种的主要环节,从某种意义上来说,田间测试就是育种。商业公司的育种基本参照这个模式,每年根据经费支持情况对各个地区项目和各个阶段的规模,主要是测试地点数目和地点大小(杂交种数目)进行适当调整。
2、自交系选育过程中的田间测试一般也被称作初级测试,我们传统的田间测试,主要指成型自交系之间的品种比较试验,对旨在培育自交系的测试重视不够或操作很不规范,而在跨国公司对这部分工作非常重视,一般由一个专门选系团队负责这部分工作,测试团队协助试验的执行。这类测试的核心目的是通过评价早期选系材料的一般配合力来选育自交系,通常分两轮,在F3(S1)和F4(S2)进行,也可以是单倍体育种的最初两轮测试。第一轮测试参试组合较多,由早期育种材料与1-2个测验种杂交产生,一般安排在较少的3-8个点进行,一般为2行区,一次重复;第二轮初级测试由晋级的选系材料与2-4个测验种杂交产生,参试组合每个育种项目可达500-1000个,一般在6-10个点进行,2行区,一次重复。田间测试结果和选系材料自身的表现共同决定对应自交材料的晋级,经过这两轮测试的的自交系可按照一定规则获得命名,一个标准育种项目每年获得命名的自交系一般为30-50个。
3、杂交种选育中的品种比较试验。从自交系成形定名开始,工作重心由自交系选育转为杂交种选育,这部分工作由杂交种选育团队负责,测试团队协助田间试验的执行。杂交种一般要经过2-3年的田间测试才能定名。杂交种第一轮测试R1,主要包括新定名的自交系和5-7个测验种产生杂交组合以及上年首轮测试的留级组合,参试组合200-300个,可根据材料生育期、血缘和测验种分组,在10-15个试点进行。试验一般采用2-4行区,1-2次重复。杂交种第二轮测试R2来自第一轮测试的晋级组合及理论预测有希望的组合,还包括少数上年第二轮测试的留级组合,数量一般在50-80个。本轮测试一般为4行区,2-3次重复,在30个左右的点上进行。本轮组合晋级比例一般在10%左右,只有少数优异组合升入下级试验。杂交种第三轮测试R3参试组合为来自同生态区域不同育种项目的第二轮升级组合,一般可与区试或绿色通道第一年相对应,本轮测试一般为4行区,3次重复,在30个以上的点进行。本轮还要专门布点,对抗病,抗倒进行严格的鉴定。只有个别综合性状好的优异组合才能晋级,并获得杂交种定名。
4、条带试验即PAT试验,条带试验属于大区试验,在更接近大田生产的条件下,在更多的试验点上进行,以确定杂交种的商业化价值,一般由一个专门的产品开发团队进行。PAT试验为杂交种进入商业化的最后一轮试验,是品种进入市场的最后一道守门员。试验采用生产条件,在上百个试点上进行,试验的结果将决定杂交种最终是否可以商业化,以及杂交种推广的适宜及优势区域。这部分试验针对即将推向市场的品种,一般数目少<10,试点多>70,面积较大(一般>120m2),通过定位试验、密度试验、农药试验等,针对特定杂交种发掘卖点、发现缺陷、提醒风险、规避措施,推荐最适商业销售市场,对商业化前和商业化阶段的产品进行精确、专业和信服的技术指导。
5、有人认为,大公司商业化育种需要这样流程化田间测试体系,国内育种不需要,这种观点是不对的。诚然育种是小概率事件,育种需要维持一定的规模。大型商业育种公司,从一开始基础选系到最后商业化,一般1个F2植株成为商业自交系的几率大约仅为0.00008%,所以说育种某种程度上说仍然是数据的游戏,但是很可能不是谁都能玩不起的游戏。但是,流程化育种实际上与研发资金投入并没有直接关系,资金多有资金多的做法,资金少有资金少的套路,国内公司完全可以根据公司实际投入情况,对各个阶段的规模进行相应合理控制和调整,构建适合自身的田间测试体系。建立公司商业测试体系不容易,但是只要能够建立并良性循环运转起来,每年自交系配合力的提高和优秀杂交种的出现,相对来讲就有一定的必然性;经验育种一般规模较小,成功概率在特定情况下貌似很高,可是实际上碰运气的因素较多。正规的种业公司,研发需要持续稳定的投入,不可能总依靠碰运气。通过测试体系对育种材料配合力等性状进行科学评价,结合测试数据与育种经验进行晋级和循环改良,以求得到持续稳定的发展,是商业育种公司明智也是必然的选择。所以说,适合自身商业化育种体系的建立,是我国种业走向未来的必经之路。