先锋公司的育种研发管理经验和对我们的启示
按语：6月3日，我在中国玉米博客里公布了一份调研报告，题目是“中外玉米种业技术比较”。那是经过许多专家集体讨论后形成的，虽然我花了很大功夫努力修改，但总觉得内容有些空，思路不够清晰。于是，我请刘文国同志把他的一篇材料拿来仔细修改，就是大家现在看到的这篇报告，写得内容饱满，数据丰富，条理很清楚，涉及到种业发展和玉米育种技术的各方面状况差不多都涵盖了。没有丰富的实践经验断然写不出这么好的文章。刘文国这篇报告收入玉米简报以后，受到农业部领导非常好的评价。最近，我们已经写出4篇关于玉米育种和玉米种业的报告，现公布其中的两篇，供大家参考。希望年轻同志戒除浮躁，多学习，多搜集文献，多做试验、分析和深入的研究，特别是不要只浮在上面，不要脱离科研和生产一线，这样才能写出言之有物的好文章。这篇文章说明，体系外面有能人，许多年轻人写的文章如此好，大有希望。国家玉米产业体系的科技人员如果不想被边缘化，就要虚心向体系外面的科研人员学习，向国内外的各路专家学习，努力充实自己，提高自己的学术水平。同时，我也希望越来越多的青年人在实践中成长为年轻的学术权威。
1、育种基本模式
2、育种基本模式的特点
（1）资源共享，不断更新
在受雇用期间所有育种家均可凭本人专有密码进入内部网络，在世界126个试验站之间规范地交流和共享种质资源。先锋公司的育种者利用此平台围绕其技术核心来充实和使用来自世界各地的种质资源。目前拥有全世界60%以上的具有极大遗传潜力的玉米种质资源，使其能够在80多年研究积累的基础上创造出越来越好的新产品。先锋公司历史上有33个优良自交系的系谱直接影响美国40％以上的杂交种应用面积，并间接地影响其他杂交种的遗传组成。
（2）类群简化，效率极高
先锋公司把种质资源的杂种优势类群简单地划分成母本（SS）一群，父本（NSS）一群，不管来自世界哪里的种质资源，凡与SS有配合力的种质统统划入NSS。这就保证了两群间的遗传多样性逐渐增加，在保持SCA（特殊配合力）的同时，侧重提高群内的GCA（一般配合力）；产量也随之稳步提高。选育自交系主要是以GCA为标准，根据自交系在杂交种的表现来评价和筛选，不为农艺表现和育种经验所左右。品种与选系基本同步，不因育种人员的变动而受重大影响，保证选育工作的连续性。
（3）指标准确，执行严格
育种试验系统分为自交系培育、杂交种配制和选拔、优秀品种鉴定、最优组合的定位和推广四个步骤。杂交种评价指标不搞繁琐无用的数据海洋，只针对市场需求，制订的育种目标简单而容易操作，并严格执行：①广泛区域的优良表现；②产量及综合性状的稳定性；③具有市场竞争力；④具有对主要病害和干旱的抗性；⑤杂交种遗传多样性；⑥制种的难易度。
（4）试验规范，手段先进
先锋公司从事的是大规模、程序化、数据化的流水线（Pipeline）式商业育种管理。育种手段先进（试验的机械化和电子化）是其成功的关键因素之一，也是育种规模化的前提。目前先锋公司试验设计、试验用种分包和排列、播种、试验标牌和田间记载簿管理、数据采集、收获、数据分析、决策和保存、冬繁和育种材料决选都贯通着机械化和电子化。应用成熟的育种资料分析软件系统，确保程序化和标准化。
（5）技术领先，结合紧密
杜邦先锋已经成功开发的转基因产品有抗虫和耐除草剂转基因玉米（TC1507和59122）。分子标记辅助育种、大规模双单倍体育种技术的应用都已成为常规育种方法之外的重要补充手段。通过将基因比对、基因转移等新技术与传统的育种方法相结合发掘更新、更优良的种质资源，并获得一大批突破性的优良自交系用于育种。
（6）人员素质与工资标准
拥有高素质的综合性研究团队，全球正式员工约16000人。育种人员约占员工的1/5左右，博士占育种人员的1/3，均有极高的工作热情和很强的危机感，能综合利用来自世界各地的种质资源和最新的科学技术。
员工佣金、待遇较高，先锋公司招聘中国育种家年薪人民币一般为30-50万元，从中国招聘的年轻硕士研究生的年薪金也在10万元左右。
（7）育种方向与资金投入
先锋公司内部主要科研方向：以改良种质资源和提高产量为中心课题。通过生物工程手段培育抗病、虫和耐除草剂品种，减少粮食损失，降低农民的生产成本和投资风险；通过提高粮食和饲料品质来创造更多的附加价值和用途。
先锋公司始终将研发领域的投入作为企业的核心优势，每年投入销售额8-12%的资金用于玉米育种研发，经费达2亿多美元。
三、中国与先锋公司育种差别的比较分析
1、种质资源共享性的分析
种质资源是育种的基础。先锋公司拥有大规模、数字化、程序化、永久性的种质资源管理和利用平台。育种家可以在全世界126个试验站之间规范地交流和共享种质资源。虽占有全球玉米种质资源的60％，但先锋仍很重视种质的继续收集与创新。
我国从事玉米育种的单位较多，技术力量雄厚，但规模小且分散，力量不能整合，同一单位各课题组间都难以进行资源交流共享，在整体上降低了育种效率，形成不了核心竞争力。目前，我国的种质资源还存在流失现象。国外公司进驻后，更会加大种质资源的收集力度，甚至不惜重金购买。一些经过多年培育、具有很好适应性的优良种质一旦流失，将会使育种单位失去竞争优势，造成重大损失。
2、育种方法与技术上的比较
（1）育种资源与类群划分不同
先锋公司的试验站遍及全球，为应对大量复杂的种质资源和杂种优势反应，把玉米种质划分成母本（SS）一群，父本（NSS）一群而形成自己的技术核心：不管来自世界哪个地方的种质资源，均根据与测验种的杂种优势反应而分入两个群。这简化了种质资源管理，大大提高了育种效率。
我国的玉米杂种优势模式长期受育种经验摆布，是一个较为被动和无意识的过程。杂种优势类群因不同的历史时期、地域和育种目标形成了不同的分类方法，国内外种质资源被分割成许多个随心所欲和经常混乱的利用模式，随着种质扩增和改良，杂种优势模式会越来越捉摸不定，在这样杂种优势类群划分得过于复杂的状况下很难提高育种效率。
（2）选育自交系的方法不同
目前育种过程主要有两种类型的选择方法，我国育种家多采用经验育种方法。它是以经验为核心的定向选择技术，表现为首先对目标性状做出预期，再根据预期在田间进行人工选择。第二种方法是数据化选择育种。先锋和国外公司多采用此方法，它是以配合力或产量为主要标准，只依据测试数据进行选择，或仅对少数目标性状进行测试，如普通品种选育，只对产量、收获时含水量和抗倒性进行测试，而不考察与目标性状相关的其他性状。具体有以下几方面差异：
①性状考察的准确性 经验育种者凭经验判断决定家系的取舍，育种家不同，对预期目标便有不同的选择结果。用数据反映目标性状，考察简单，描述准确，易于操作；
②育种家的作用 育种家是经验选择和田间操作的主体。而数据选择的主体是工人，田间操作者将准确的数据汇报给育种家或统计专家，后者根据数据进行选择。育种家只安排测试方案，其他工作均由工人和计算机完成；
③工作量 经验选择时育种家的工作量很大。而数据选择时工人的工作量大，育种家的工作量主要体现在测试程序的完善和数据分析；
④对育种家的依赖 经验选择完全依赖育种家，育种家离开意味着工作的停顿和材料的丢失。数据选择的育种过程更像是流水线，育种家的离开对工作进展没有太大的影响；
⑤选择量和成本 经验育种的选择量由育种家的观察能力、调查能力和时间而定，对一个育种家而言是相当有限的，扩大选择量的方法只有增加育种家的数量。数据选择的量主要由工人的工作量确定，扩大选择量可以通过增加工人数量来实现，成本远低于增加育种家；
⑥工作的重复性 育种家根据经验进行选择时，对已经被目测淘汰的组合需要重新了解时，必须重做组合，而数据选择可利用清晰的数据记载，对组合进行不同角度的分析；
⑦共享性 育种家经验的差异会降低材料的共享性，同时为满足不同育种家的观察，同样的组合及测试往往要重复进行多次。而数据选择育种的数据可以最大限度地共享，因而减少了不同育种家和试验站之间的重复工作。
（3）新育种技术应用程度不同
育种的新技术、新方法如分子标记辅助育种、品种与环境互作及气候环境分类、杂种优势预测、双单倍体育种、转基因育种等都已经在先锋公司得到了广泛应用。我国在研究和应用这些新技术选育玉米自交系和杂交种方面还存在很大的差距。而经验育种阻碍了对新技术的采用，不利于新技术与常规育种方法的结合。
3、测试规模、水平、精准度比较
杂交组合田间测试试验的精准度决定现代商业育种的成败。先锋在全世界各地区设立一千多个产量测试基地，每年测试上百万个杂交组合，在不同气候和土壤类型条件下的产量、株高、农艺性状等数据经统计分析、多轮淘汰，只有十万分之一被选中商业化。每个杂交种商业化之前至少在150多个试验点和200多个农民的地块种植测试。所有试验站的数据采集、分析通过机械作业一次完成。如此大规模的研发体系如果没有标准化的操作技术和育种程序作为支撑，则会降低总体效率，因此程序化和标准化是大规模商业育种的重要管理基础。
在我国，由于育种单位的规模、资金等原因，多数单位只能在育种本部设点测试，好一点的可以有3-5个测试点，一般也只目测筛选出少数主观认为是好的组合才测试产量。我国从事玉米育种研究能力比较强的科研单位在省内外一般设有测试网点10-20个或者更少，每个试验点1-2亩或多一点，仅投入极少的经费维持试验运行，规模小，各地水平参差不齐，管理粗放。试验材料多为一年数据，可靠性较差。
4、软、硬件等基础支撑条件比较
（1）硬件系统 先锋公司几十年前就已经实现了机械化、电子化，从Almaco的cone式播种机、到SRES的mounted式真空精量播种机，从2行、4行到8行，效率越来越高。玉米生育期间全程机械化操作，Almaco的脱粒机测产系统大大提高了育种效率。在种子生产上修建全自动专业化的种子加工生产线和现代化的种子质量控制部门等。
我国育种家还处在较原始的管理状态。从手工播种到手工点播器（国外上世纪三十年代的产品）。近年，国内也有些单位购买了Almaco小区播种机和脱粒机，但应用范围不大。无论从播种，到各种目标性状的鉴定，还有测产，逐渐走向机械化，达到高效快速准确，这是玉米育种手段的发展方向。
（2）软件系统 先锋公司有专业软件工程师研制开发出成熟的各种先进、实用的育种资料分析与试验数据统计分析软件系统，确保育种研发的程序化和标准化。
我国育种家是以经验为核心的定向选择，基本上没有专业分析软件用于育种。
5、体制机制、人员素质的分析
先锋中国区从最初的5名职员，到目前已有近600员工。其中育种人员占比例较大。近年随着国外种业强势进入中国市场并建立研发机构，国外公司以年薪数十万元的优厚待遇，招聘高学历的育种专业人员。面对国内育种等科技人员待遇的低下与外企高薪优厚待遇的诱惑，加速了我国育种技术人才的流失。
我国拥有世界最庞大的玉米育种研发队伍，但高学历、高水平的较少。目前从事玉米研发的副研以上专家只有600多人，只相当于小麦的三分之一和水稻的四分之一。大多数育种家具有本科以上学历，具有非常丰富的田间育种经验，从事的只是传统经验育种。综合素质高的不多。育种家代表了育种的核心能力，但我国的科研单位和公司能在薪资水平上体现出重视人才的较少。
6、研发资金投入的分析
杜邦投入研发的经费由2007年的7亿美元提高到2009年的12亿美元。先锋公司年销售收入28亿美元左右，科研投入一般为8-12%，每年投入玉米育种的科研经费大约2亿多美元，研究和开发合计 6亿多美元。大量的资金投入形成了研发-育种-生产和推广-销售-服务-下游产业一个强大和完整的产业技术链条。
由于体制原因，我国大部分玉米遗传育种研发与种子生产、销售完全割裂开来。大学、科研单位主要从事遗传育种，种业公司则生产、销售种子。国家育种研发经费有限而又僧多粥少。目前，我国玉米种业公司过分依赖购买品种，忽视研发投入，造成产品研发能力不强，多数种业在公司年报里，找不到历年研发投入的总额。大多数种业的经营模式就是购买品种-委托生产-广告轰炸-大批发四部曲。因此国内的企业尚没有形成最基本的创新能力和核心竞争力。
四、我们可以借鉴的经验
1. 学习先锋公司先进的育种管理经验，建立本土化的简化的杂种优势模式。并围绕此模式构建本国企业的育种技术核心，从而简化种质资源和育种技术的组织与管理，为建立育种技术的流水线奠定理论基础。
2. 推广数据化的育种管理方式。在简化杂种优势模式和建立育种流水线的基础上，进一步对育种的田间操作等采用计算机数字化管理。学习先锋的公司的试验流程管理，推广先进的试验设计和统计学技术，引进先进的试验机械、设备和软件，简化和规范田间操作，提高育种效率。
3. 学习先锋公司的管理经验，在企业的目标产区建立多点试验体系，广泛地大量测试杂交组合，加速试验进度，推进杂交种组合的选拔。
4. 利用国家产业技术体系的优势条件，整合和共享资源，逐步建立从上游基础性和共性技术研发为源头，通过区域辐射，到各地试验站分工合作，形成与企业对接或者嫁接的育繁推和加工销售一体化的现代育种流水线，在提高全国玉米育种的创新能力、投入产出效率和产业竞争力的同时，带动全国各地的企业和基层科研单位提高育种能力和水平，最终实现真正意义上的以企业为主导的现代商业化育种模式。
（撰稿人：刘文国、王绍平、张世煌）
