杂种优势“优势”不再

南方农村报,2013-02-21

这条新闻的意义不在于产量记录，而在于中国式的高产典型并不能促进杂种优势利用，也不能挽救部分农作物杂种优势利用将出现萎缩的趋势。这条新闻中隐含着值得我们从另一个角度思考的重大科学问题和相关技术发展趋势。

昨天与几位商界朋友和华人科学家讨论这条新闻，我指出，杂交水稻、杂交棉花、杂交油菜等一些作物的杂种优势利用可能会出现萎缩趋势。其根本原因在于中国育种家直到今天仍忽视抗逆育种的重要性，而过分强调杂种优势对提高产量的作用，把杂种优势的增产作用绝对化到了超出合理边界，而把育种方向完全搞颠倒。中国育种家直到今天仍然错误地以为能通过提高杂种优势强度来提高作物产量。这种观点得到科技部支持，但却是一个伪命题。长期实践证明，提高玉米产量伴随着杂种优势下降。这种趋势启发我们，不但要从理论上关注抗逆性育种的实践意义，还要采取简单有效的技术措施，提高新自交系和杂交种的抗逆性，包括对生物和非生物逆境的抗性。

中国和美国的育种经验都揭示出一个共同趋势，在推广双交种时期，每年每公顷产量增益80公斤上下；单交种时期美国玉米产量增益高达178公斤，而中国是126公斤，增益速度都很快；可是全国玉米产量达到每公顷5吨以后，年度间产量波动剧烈，进入抗逆育种阶段，美国的产量增益下降到95公斤，而中国的玉米产量增益下降到每年每公顷35公斤。这其中的差距就在于中国育种者长期忽视抗逆性育种。美国自从推广转基因玉米以后，产量增益迅速上升，现在已经恢复到每年每公顷154公斤。美国转基因育种到目前为止，就是抗逆育种能力的延伸。最近十年，我国玉米育种界已经开始重视抗逆性育种和推广其他耕作技术措施，近几年玉米产量增益恢复到每年每公顷48公斤。这种恢复趋势将继续向前延伸。

我国小麦育种的产量增益比较快，而玉米、水稻都忽视抗逆性而导致产量增益速度下降。这是历史教训！

某些非异花授粉作物的杂种优势利用更需要关注抗逆性，而不可过度依赖提高杂种优势，实际上那些作物的杂种优势效应不如玉米，而经过这十几年，玉米育种者已经开始重视抗逆性，所以短期内玉米育种不存在杂种优势利用萎缩的局面。但那些非异花授粉作物的杂种优势效应远不如玉米，就更需要注重提高抗逆性，而不要企图通过提高杂种优势强度来增加作物产量。这是因为玉米产量的增益与亲本自交系产量增益基本平行，这表明随着产量潜力提高，亲本自交系的GCA提高，而SCA下降，但在相当长的时期内，只要SCA的绝对值不为零，亲本自交系产量与杂交种产量对年代的回归线就不会碰头，所以玉米杂种优势利用不会萎缩。如果重视抗逆育种，就更会延长杂种优势利用的年限。而非异花授粉作物的情况就不同了，不但产量提高，杂种优势下降，而且亲本自交系的产量逐渐靠近杂交种产量，两条回归线已经接近于交汇点，即SCA效应正趋向于零。这就意味着，如果再不重视抗逆性育种，这类作物的杂交种将失去生产价值。挽救杂种优势生产利用的途径是重视抗逆育种，不但重视生物逆境，更要重视对非生物逆境的抗性或耐性。

农作物品种管理者要明白这个道理，杂种优势不是万能的。为了延续杂种优势利用年限，必须重视抗逆性育种。而且，水稻新品种的区域试验长期以来就在1%~2%之间徘徊，超过3%的新品种微乎其微。不知道超级育种的品种区域试验数据怎么样了，但我们看到，二十多年来，虽然推行超级育种，产量增益却只有0.6%，而没有超级育种的小麦产量增益却高达2%。

这些事例揭示一个道理，在区域试验中，如果一个品种的试验产量超过对照2%就是很难得的好品种，再高了就可能有欺诈。包括玉米新品种区域试验，如果比对照增产幅度高达5%甚至10%，就必然有诈。借用蔡明的妙语，“都是千年的狐狸，就别玩什么聊斋了。”

玉米产量增益来自两条途径，即：抗逆性和籽粒生产效率。过去十几年，我一直宣传抗逆性的重要性，宣传抗逆育种的技术措施，并以高密度育种为第一个突破口。这些道理言简意赅，比较容易被基层科技人员接受。我一直不敢宣传第二条途径。在中国，一旦过早地宣传第二条途径，必然会引起误导，因为中国育种者更喜欢关注籽粒生产效率而忽视抗逆性，于是更会错误而极端地寄希望于超级育种和强优势育种。更有北京骗子在全国范围内大搞劳民伤财的“零缺陷”穿梭育种。实践证明那些都是走不通的！所以，过去十几年我只是宣传抗逆育种的重要性。今天，大多数中国玉米育种者已经接受了这个理论和技术，于是我们可以把抗逆育种再引向深入，探讨耐旱性、耐低氮、耐低温、耐高温、阴雨寡照、酸、碱、盐……。同时，我们可以发动玉米的植物生理学家研究如何提高籽粒生产效率。这项研究首先面对的是科学问题，而不仅仅是技术。国家玉米产业体系个别栽培专家跑到新疆去研究什么高产突破，纯属扯淡。我们应该到逆境去研究生理学和高产问题。国家玉米产业体系科技人员要围绕育种方向研究籽粒生产效率，而不能玩虚的概念骗取国家的科研经费。

研究玉米籽粒的生产效率需要育种和植物生理学家跨学科合作，从植物组织和器官内部去探讨物质分配。这是切入点。中国农科院个别栽培专家的研究思路和方向值得怀疑，不可能取得有科学价值和实践意义的成果。国家玉米产业体系的植物生理学家要绕开障碍，探索正确的研究方向与思路。