玉米种质改良与利用的现状、问题和趋势
张世煌老师的中国玉米博客, 2012-11-15,石雷
国务院8号文件以后，我国玉米育种状况发生了巨大变化，企业和科技人员的积极性空前高涨，育种方向基本明确，商业育种的技术路线逐步落实，种质改良和创新开始走上正轨。最近，我们分别同国内外十几位专家教授座谈，认为有必要提醒企业负责人反思一些带有方向性的育种技术和实践问题。
一、种质研究现状
最近十几年，我国通过多渠道引进热带、亚热带和欧美玉米种质，可利用的种质相当丰富，水平有了较大提高，现在欠缺的是对这些种质做深入系统的评价，并积累有用信息。引进这么多种质，不要开成杂货铺，要像跨国公司那样对种质资源做到心中有数。这既是国家科研单位的任务，也是商业育种必要的前期工作，需要专人去做。
一些企业通过各种途径从国外引入玉米种质，其中有些种质非常先进，但并没有因此而提高育种能力和水平，因为没有经过系统科学评价，信息不明，只是通过1－2年的表型观察做主观判断，缺少详尽的介入式评估，即使很珍贵的种质也可能被忽略掉。育种者的实践和判断能力有限，有些材料自己看不上不等于别人用不起来，却宁可丢弃也不愿交换或与别人合作研究，这造成科技资源的极大浪费。相比之下，德国、法国与美国对外来种质利用的成功经验对我国玉米育种研究很有启发。
我国在七十至八十年代就有了法国F系列自交系，一直没有用起来，而KWS和美国公司都以F系列为基础，培育的早熟品种几乎都含有F2或F7血缘。美国利用F系列自交系，成功地把玉米杂交种向西北方向推进了几个纬度。这从侧面说明，我们对市场定位把握不准，对种质评价比较欠缺，改良种质的能力有限，没能够培育出满足种植业结构调整和适合早熟区市场需求的新品种。
美国育种公司利用B73、Mo17、OH43等优良自交系为基础，培育了许多LH和PH系列自交系，先玉335就是在B73和Mo17的基础上发展来的。最近，我国又引进大批商业自交系，这些种质比较先进，许多现代商业品种就是在这些种质基础上发展起来的。现在是考验中国玉米育种者的时候，通过研究，把这批美国商业自交系本土化，从中培育出超过先玉335和郑单958的后备品种。这对我国玉米种业发展和改善科技人员的声誉及自身利益，都将是决定性的。科技人员要注重学习和创新，突破重围，提高竞争能力。
国家玉米产业体系应接受专家建议，除了植保专家继续做系统、规范的抗病性鉴定，栽培生理学家应研究建立非生物逆境的鉴定技术规程，在相关试验站设置抗非生物逆境鉴定点。同时，组织专家做系统的配合力鉴定，为大规模育种应用奠定基础。
国家玉米产业体系和科研机构要把握方向，认清使命，在种质研究方面走在前列。我访问过许多企业和科研机构，会见了许多育种者，意识到中国玉米育种与跨国公司差距相当大，但我们仍有能力同跨国公司竞争，至少能追赶外国企业的常规育种能力。今天，我们对玉米育种的理论、技术都清楚，种质资源也丰富，只是需要组织起来协作攻关和坚持创新。我们现在所做的工作，就像是在进行一场战争，需要动员全国的玉米科技力量，但我们的科技政策和管理体制适应内部资源的动员与整合吗？能否支持这场实力悬殊的战争？我们的种业政策能不能排除双重利益集团干扰，维护企业和科技人员的创新积极性？目前这些问题均难以给出清晰或正面的答案。
二、人才危机
育种人才断层，研发水平较低，适应不了国际竞争的需要。40-60岁的人尽管体现了岗位的承上启下，但理论与实践水平仍存在明显断层。一些老专家偏向于经验育种；而年轻育种者虽具有分子生物学知识，却与实践结合不起来，看重分子技术，对常规育种缺乏基本了解。博士或硕士毕业后到企业工作，大约要10年左右才能进入育种工作状态，这说明我国教育制度不适应青年育种人才的快速成长，也说明科研管理不适应现代育种需要。尽管这是体制造成的，但企业应通过机制创新予以弥补和扭转，而最终还需要体制变革才能从根本上解决我们长期面临的科研生产“两张皮”的“死结”，循序渐近的变革现在就应开始。国家科研单位在这场变革中有责任帮助企业尽早实现育种能力建设，其中育种人才的培养是关键。没有较强的常规育种人才作为主线，生物技术就会变成“无水之源”，难以发挥作用。
针对断层现象，国家玉米产业体系应组织培训和其他形式的咨询服务。国家体系要在种质研究和为企业培养青年育种人才方面先行一步，育种人才要学会研究和利用种质，否则难有竞争力。
三、企业的定位
中国企业应反思，方向定位要合理。
先锋公司在中国的策略是使自己适应中国农民低密度种植习惯和低水平管理，适应中国落后的品种审定制度和标准，改变育种方向和技术，并有所突破，培育的先玉335在市场取得巨大成功。孟山都公司在中国的市场定位不得不避开先锋，根据自身种质、技术和海外市场优势，瞄准西南区域，目前在广西市场占有率达到75%，最近又进入云南市场；后备品种仍然瞄准这个市场，虽然老品种下降，但新品种上升；最近在黄淮海地区的表现同样令人刮目相看。
比较两个公司的市场定位特点，先锋公司倾向于保守，但冲破障碍所表现的一点点创新努力却给先锋带来巨大的收益；相比较而言，孟山都更具有创新精神，将来对我们造成的冲击可能会更大。中国企业要琢磨这其中的规律和对我们不同的启发意义。也许应该结合两者的优点，用来改造我们的企业。
KWS也定位准确，他们没有像先锋那样改变自己的技术路线和方向去适应中国市场，而是根据自身特点，从广袤的中国市场寻找生产方式最接近自己产品优势的黑龙江农垦早熟区域。正视自己和对手，通过扬长避短，打开中国市场，现在进一步渗透到新疆、内蒙古和宁夏等省区。
比较而言，我们的企业没有深入地了解生产上急需解决的问题，并把这些需求转化成育种目标，导致定位不准确，而且没有建立实现目标的技术途径。市场定位缺少战略眼光，市场分析带有主观盲目性和受政治因素干扰，都会影响企业的竞争能力和综合素质的提高。
这里说的定位既包括育种研发在企业投资所占的地位，也包括商业育种的方向和市场定位。一些企业很重视营销，却忽视研发投入；愿意花钱从科研单位买品种，忽视自主培育新品种。在起步阶段，即使是大中型企业从科研单位或个体育种者买入品种是明智的选择，但不能放松研发能力建设。企业自主研发新品种，在一段时间可能见不到效果，但需要经历这么一个积累过程，才能进入良性循环。所以，在发展的初期阶段，企业要两条腿走路，一方面买品种，一方面建立自主研发体系，这对企业的可持续发展更重要。
产品更需要定位准确。有人认为没有不好的品种，只有不好的市场定位。这话有道理。如果你头脑中有一个区域市场框框，以那个框框看品种，就可能把好品种看丢；同样，如果夸大宣传一个好品种，也会带来麻烦。黄淮海地区有一个品种，如果在区域内市场定位准确，那是一个不错的品种，但育种者胃口太大，推广到了不应该去的地方，而且夸大宣传，密度定位过高，反而害了自己，实际推广面积小于育种者的预期，也小于我们对它的判断。这是定位失误造成的负面效果。
四、DH技术的困惑
我国推广DH育种技术进展很快，几家企业投入人力、物力，规模搞得很大，每年培育数千份双单倍体，由于鉴定技术落后，反而成了负担。据说DH规模越大，垃圾就越多，压力也就越大。在盲目状态下，姑且不说你的DH材料中是否包含有益的变异，就算有也鉴定不出来。
这个问题需要从两个方面解决，即种质基础和诱导程序。但核心还是种质基础，种质搞好了，单倍体育种技术才有用武之地。诱导程序说的不是诱导和加倍技术，而是育种程序出了偏差。常规育种是主线，就像转基因和分子标记辅助育种是常规育种的辅助手段一样，DH也只是辅助，因此，一个企业是否强大，关键在于你的主线是否强大，如果常规育种软弱，种质基础薄弱，DH技术只能使你产生垃圾材料的速度加快，单指望DH技术不可能成为超越其他公司的技术法宝。离了常规育种主线，或主线软弱，转基因和分子标记辅助育种也都没有用武之地。这是商业育种能力建设首先要认清的限制因素。现在，企业有能力搞100-200亩地的DH研发，就有能力、有必要投入更多的人力物力研究种质基础。否则，你的DH和分子育种技术都将成为企业的累赘和负担。
另一方面，要注意DH育种流程。育种者急躁，普遍从F1代开始诱导，这可能是低效率的原因。育种的关键是创造和发现变异，在目前中国玉米种质基础上，从F1诱导DH所能够创造和发现的变异较少，而“噪音”很多。因为F1到F2所产生的交换有限，既缺少淘汰机制，又缺少选择压；解决的办法是先在高密度下自交筛选，既施加选择压，也利用交换；F3再进入DH诱导程序。我们与跨国公司的育种基础不一样，人家的种质基础丰富且水平较高，但尽管如此，也不宜从F1就开始诱导。
这是一个争论点，是先诱导，后鉴定，还是先逆境（高密度）筛选（淘汰），再诱导，然后鉴定，两条技术路线哪一个更合理？这个问题需要实践来回答，理论上来说第二个技术路线更好，但需要在实践中验证和修订。
DH技术改变了育种流程。育种者还不习惯这个变化。不但F1和F2要在高密度下做常规自交和筛选，F3获得DH以后的育种流程也必须重新设计，强调抗逆性和配合力测试。以前常规育种说的是自交和筛选，现在说的是测试。这是DH育种与以往常规育种概念有区别的地方。我们在没有改变技术流程之前，DH就不能顺利地成为常规育种的一部分，还只是走在路途上。
这些只是理论分析，需要试验数据支持和做一些简单的试验来判断。但有必要提醒企业，在商业育种研发和管理中要注意两个问题：种质基础和育种方法（程序设计）。
五、生物技术似空中楼阁
我国是世界SCI第二产出大国，反映高水平育种基础研究的SCI论文固然重要，然而不得不承认，一些育种的关键技术，如分子标记辅助育种技术的价值是在产业或商业育种中的实际应用，否则低水平“小打、小闹”的“SCI”文章，不仅成为“垃圾”，更大负面影响是无谓地消耗了青年才俊门的精力和国家宝贵资源，而我国产业却没有受益。我国建立分子标记辅助育种技术体系，应根据产业需求自主研发。深入的研发属于商业秘密，不可能公开，外国公司更不可能把商业秘密传授给我们。如果中国要自主发展分子标记辅助育种技术，就必须改革科技管理体制。否则，只有等待企业发展壮大，由企业去解决分子标记辅助育种的知识积累和技术转化。如今科研单位不但在常规育种领域把自己边缘化，在生物技术领域也开始走向边缘化，应引起注意。
建立分子标记辅助育种和转基因育种研发体系或平台，须把常规育种的基础做实。没有强大的常规育种和种质基础研究，分子标记辅助育种和转基因技术都没有用武之地，反之，缺少分子标记辅助育种技术支撑的常规育种也会长期处于低效率运作状态。这就是为什么一些大牌专家教授很着急的原因。目前还没有找到解决体制障碍的途径。
六、抗病育种与种质基础
抗病育种和种质基础是相关联的两件事。
老育种家重视抗病育种，并做了突出贡献，黄淮海地区的优良品种都在抗病性方面有所突破，解决了生产难题。品种更替的重要目标是提高抗病性，抗病性解决了，生产才会稳定提高，因此抗病育种是玉米育种的重要方向之一。当然，现在又加上一个抗逆性因素。曾几何时，东北地区一些高杆大穗晚熟稀植型品种逃离东华北蜂拥到西南去，只要抗病性过关，就能在西南立住脚。这反映了生产对品种的需求，并引起育种者的响应。现在品种审定注重表面，忽略实质，审定标准不但片面，而且绝对化，导致审定的品种多数没有生产价值，农民需要的品种却难以通过审定。企业育种者重视抗病育种就要从种质抓起。但如果审定标准错了，误导育种者，大家还有什么心思加强种质研究？
抗病育种需要科学合理的技术保障，而不能靠运气。丹东农科所培育的品种之所以抗病性好，是因为生态条件复杂，当地病害严重，自然选择压力较大。尽管在育种者理念中，种质基础比较模糊，但在那样的生态条件下竟也能成事。今后与跨国公司竞争，不能完全依靠外界条件，更不能盲目，要发现规律，建立抗病育种条件、方法和种质基础，使以前偶然的成果变为主动创新的技术路线和创造必然产品。如果深入研究种质基础，落实到杂种优势群和向两边推，施行循环育种策略，取得的成果会更大。
七、引进与创新
说到抗病育种，不能不说种质基础。中国玉米育种的种质基础有缺陷，一直没有在SS种质取得大进展。中国的SS种质一直很弱，就好比两条腿，一条腿（NS）粗，一条腿（SS）细，不协调。自八十年代以来，一个重要失误就是引进美国种质后没有本土化改良和创新。美国种质在中国普遍感病，于是大批优良自交系未得到深入改良而被丢弃。前面举出法国自交系为例，也说明这个现象。
SS和NSS两类种质不对称现象不但在中国很明显，其他国家也存在，但跨国公司的育种家积极改良，培育了抗病的SS自交系。我们要学习跨国公司改良SS种质的经验，改良抗病性和其他抗逆性状，从而巩固玉米育种的种质基础和杂种优势模式。
我们引进了很多美国和欧洲的优良自交系，但如果不从理论高度重新认识和改变过去20年技术倒退所形成的育种习惯，多数育种者还会盲目丢弃优良育种材料而不知道怎么改良，更不知道如何创新，商业育种便走不出盲目状态。如今，面对跨国公司的竞争压力，一方面学习郑单958和先玉335的成功经验，一方面研究和改良种质，创造新的自交系和杂交种。
（许多专家参与讨论和修改本文文稿，故再次使用石雷的笔名发表）
