商业育种需要改革品种审定制度与科研管理体制
张世煌博客-中国玉米,2012-03-01
一、商业育种中积累、改良与创新的关系
国务院在《关于加快推进现代农作物种业发展的意见》中提出了商业育种的概念。商业育种需要理论、技术和种质资源的积累，[1]然后才有改良和创新。商业育种者大多依靠系谱法选育二环系，从群体遗传学来说，二环选系就是在积累改良效应。长期大量的改良在育种群体中累积了GCA（一般配合力）效应才有望创新和突破。育种者和品种管理者都应该注意到，GCA对产量增长的贡献率在85%以上，而相对杂种优势必然呈下降趋势。正是由于GCA效应越来越重要，所以商业育种基本上以改良为主！突破是不常发生的。现代商业育种不是寄希望于连续突破，更多的是在大量改良的基础上积累创新的动力。实质上就是靠积累和改良提高亲本自交系的GCA效应。因此改良本身也是创新的一部分。当然，我们在依靠不断改良和创新的同时，也应该利用每一次突破，持续拉动育种研究和大范围生产水平的逐步提高。
我们的科研管理、品种试验和审定标准强调创新和突破，甚至强调精品战略，却缺少鼓励积累和种质改良的机制。这就好比战争中只顾正面突破，而没有两翼扩展一样，虽然有少量游击式穿插，却不能扩大战果，那会是什么结局？但育种规律不能回避，于是在这种制度下就出现一些中国特有的现象回避甚至违背客观规律，这对商业育种非常不利。
让我们看看郑单958的案例。郑单958出现以后，很快设为区试对照，所有参试品种必须比对照增产5%以上，有的省标准更高些。这意味着什么？是不是郑单958取得成功，马上就想超越它？这显然没有考虑新品种的替代过程，没有考虑郑单958所带来的育种新理念和新种质的辐射效应，那些产量潜力不如郑单958的品种反而能够存在下去。这就好比打仗，只有突破而没有撕开两翼的横向扩张，还是不能取胜。这时候应该强调郑单958对科技进步的辐射和带动效应，强调新种质的积累与扩散，为下一轮创新积累动力。没有这些因素，下一轮创新是很难发生的。这是我们育种效率低下的根源。
由于郑单958容易发生严重的粗缩病、穗腐病、灰斑病和纹枯病，或者生育期不合适，在很多地方只好种植不如郑单958的老品种。虽然郑单958在这些病害的重灾区有非常高的产量潜力，可惜因病害而不能推广，如果出现新品种抗这些病，可是在病害很轻的试验田里产量潜力相当于郑单958怎么办？甚至产量略低于对照又怎么样？郑单958生育期是固定的，但很多地区需要早熟一点的品种，那么即使产量略低于对照，也比老品种对生产更有利。
我们衡量新品种的指标偏重试验田的结果。许多品种在试验田里比郑单958增产，但到生产上就暴露出缺陷。还有一种情况，一些品种尽管在试验田里与对照平产甚至产量略低，但在实际生产条件下比老品种增产，也可能比对照增产。历史上类似的现象不算少。这种过分依赖一个对照品种和僵化的审定标准显然制约了育种的积累、改良和创新过程！
为此，我们何不换一个概念来认识品种选育目标，重新规范品种的区域试验标准和审定方式？我们不要再笼统地说品种选育，而要提出品种替代目标。在黄淮海区域，迫切需要培育和筛选出郑单958的替代品种。在东华北区域，迫切需要替代先玉335的品种。这就要求改变育种管理，也要改变品种的审定标准与方式。
品种审定是育种者的追求，而品种替代是企业和实际生产的追求。品种替代既包括产量的超越，也可能是其他性状的超越，比如生育期缩短，植株高度降低，株型改善，耐密植，适合机械化作业，提高抗病性和耐旱性等。郑单958和先玉335都有重要病害等着替代。品种替代效应不仅是对骨干品种和对照品种的超越，还包括对其他品种的替代。哪怕只是适应了机械化作业，那也是前进一大步。即使在品种试验里没有超过对照，但这样的品种在生产上实现了对老品种的替代，增加了生产，提高了效益，就应该肯定。
以往，通过区域化育种、区域化试验和区域化审定的方式在一定程度上避免了僵化的品种审定标准。今后应继续强调区域化育种，但也要从区试方法和审定标准上更主动地认识品种产量的相对标准和区域适应性的重要意义。
更新观念才能推动育种创新。现在必须改变品种区试和审定这根“指挥棒”。推动品种选育朝着替代方向发展，不但需要育种者转变发展思路，更需要品种管理者转变思路，建立实事求是的审定标准和程序，当前特别需要改变区试方法。这些需要有育种和生产实践经验的专家深度参与。
二、现行品种审定制度下曲折的商业育种之路
在以往区域试验和品种审定制度下，我国商业育种之路曲折而又艰难。以单一标准为特点的品种区域试验和审定标准满足了育种者之间的利益平衡，却制约了新品种替代效应和育种技术及种质的积累与改良。从生产角度来看，郑单958的推广面积只占10%多一些，还有80%多的玉米面积没有或不能种植郑单958，那些地区很多推广品种的产量能力不如郑单958，但在非郑单958地区能够替代当地老品种的潜在新品种可能在区域试验和审定阶段被否决了。即使各地方想要学郑单958，按照创新的育种理念和种质改良思路培养各地方的新杂交种，但通常没办法通过单一标准的审定关。于是就出现这种局面，一方面生产上许多老品种不如郑单958，另一方面许多学习郑单958育种思路的新品种无法“超越”对照而被否定，尽管那些被否定的新品种当中可能有的比老品种好甚至在抗逆性方面超过对照品种！
这样突出单一标准的管理方法容易平衡育种者的利益分歧，但可能需要很多年才会冒出一个突破性的新品种，在这过程里看不到积累和改良。我们看到在这根“指挥棒”下诱导出大量虚幻的高产品种。这是少、慢、差、费的技术路线和低效率的管理思路，出现较好品种的概率很低。在这过程里，市场的力量被忽视。审定的品种最终还是要市场来定夺，前期的“指挥棒”给后期市场留下太多的淘汰机会。这就是为什么审定品种的开发率只有10%，而这些开发的品种，比较成功的又只占约10%。品种审定这根“指挥棒”本身是扭曲的，它对育种者的诱导作用就像是黑光灯。“指挥棒”诱虫，市场杀虫。在这种体制下，只有1%“漏网者”才可能成为较好的品种。
造成上述局面还有一个原因，就是目前的科研机制和品种审定制度诱导一些人投机取巧。历史上我们看到，38年前一个突破性的好品种中单2号的选育和推广过程符合育种规律，随后出现黄417这么好的品种，产量不如中单2号，可是早熟耐旱，适应性广，所以推广面积大，经济寿命长。其他育种家在一段时间内却很难选育出超越中单2号和黄417的新品种。在后来科研管理高指标的逼迫下，育种者开始在生育期上打主意，培育比中单2号晚2-3天的品种，逐年积累，慢慢地出现一些品种就比中单2号晚了很多天。在这个过程里，育种目标与农业生产越走越远，就育种目标来说，科研生产两张皮就是这么诱导出来的。
终于有了一个郑单958，把生育期缩短十几天。随着郑单958设为对照，现在又遇到中单2号曾经面临的老问题，如何超越？于是黄淮海地区又有人在生育期上做文章。这种恶性循环何时休？体制的诱导效应在浪费科技资源，忽视技术进步的积累过程，空洞地强调突破，漠视生产需求。这对种业科技进步是釜底抽薪。如果说中单2号以后那段时期对科研生产两张皮的诱导效应主要来自科研管理体制，那么郑单958以后的诱导效应大部分来自急躁的品种区域试验和脱离产业需求的审定标准。
关于生育期，可以用辽宁11年的试验数据证明，区试组的平均产量与生育期负相关。为什么是这样？中国玉米主产区是在两头封闭（低温或前后茬作物封堵）的生育期环境里种植玉米，而我在国外工作期间是在两头开放的生态环境中选育品种。对比经验告诉我，为了提高产量和降低生产风险，美国、欧洲和中国的玉米品种都必须适应两头受限制的生态环境。于是美国品种对生育期的要求是比平均早霜日期减少200个GDD，而中国品种趋向于满贯型，不但没有富余的GDD，甚至越区种植，一个地区的GDD几乎不够玉米品种使用！生产风险相当大。我讲这些，是因为不少育种者相信生育期与产量正相关。这个迷信不符合国情。如果我们曾经在两头开放的生态环境里选育品种，也许有一定道理，但不绝对，因为热带地区也需要早熟品种，需要从种到收（国外不是从出苗算起，而是从播种算起）60-70天的品种。
生育期成为投机取巧的途径。在京津唐地区，唐抗5是很难超过的王牌品种。但后来是怎么突破的呢？靠生育期！现在主推品种比唐抗5晚熟一个星期。这导致河北北部夏播区就面临着一定的生产风险。
我曾经建议把中国玉米品种的适应范围逐渐减少200个GDD，意思是先减少50度，然后100度，150度，循序渐进。这个建议看似有道理，其实达不到目的，本质上是维护育种者的情绪。我在黑龙江调研，2010年因冬春季降雪多，地温低、土壤湿度大，挤掉了春整地时间，第一积温带上限种植郑单958的农户不得不更换较早熟品种，通常生育期后退150-200度的GDD甚至更多一些。农民的实践证明，美国机械化生产对品种生育期的评判标准比平均早霜日期减少200个GDD是规避风险的主动措施。那么美国是如何适应机械化生产，培育的品种既有较短的生育期，又提高产量的呢？靠密植和抗逆性！这条路在中国一直没走通，不是科学原理错了，而是体制在作怪。盲目迷信源于理论缺失和传统农耕文明所孕育的人文精神，折射出国人在科学面前缺少原则性。所谓经验，经常把局部现象和特例夸大成普适规律，例如对生育期就是由想当然造成的误解。
如果站在理论视角来看，我们没有延续中单2号的育种思路和技术路线，更没有以中单2号为契机，建立本土化的杂种优势模式，而是越走越偏。当时，李竞雄先生希望“年轻人”研究一些重要的理论问题。于是就有了群体改良和杂种优势群的研究。当先玉335引起国内育种界震惊的时候，没有人去回顾历史；38年前，我国的玉米育种思路就很接近今天先玉335的思路。是我们自己的科研管理体制和品种审定标准扭曲了方向。我们要汲取这个历史教训。
郑单958挽救了中国玉米育种的思路和技术路线，先玉335又给了我们深刻启示。这经历了差不多25年时间，历史呈螺旋式上升，而真正扭转局势恐怕还需要一个25年。不但要等待今天的年轻人成长为技术骨干，还要等待体制转变。下一个能够扭转中国玉米育种和种子产业面貌的势力将是企业。
我国曲折的育种之路决定了玉米生产滑坡的必然性。这里说的是产量增益下降。我们确实应该反思，为什么九十年代中期以后，新品种数量激增，企业和育种者赚了那么多钱，而玉米生产却严重滑坡？原因很多，但品种的发展趋势不对路，或正确方向发展缓慢是重要原因。一些重要性状朝着非理性的方向发展。例如生育期延长，株高增加，密度降低，秃尖上升，出籽率下降！这样的品种充斥玉米生产，为了维持产量，必然要增加投入，降低生产效益。
实际情况是，许多不如郑单958的老品种仍然在生产上种植，无法替换。按照审定标准，新选育的品种必须超过郑单958一定百分比，这在短时期内做不到。而且更应该考虑品种替代需求，那就更要修改品种试验方法和审定标准。尽管育种还不具备突破的条件，但生产需要积累一系列类似郑单958，在某些方面超过郑单958的新品种替代其他老品种。比如，黄淮海地区需要生育期比郑单958早熟2-3天，或早熟3-5天的品种，但在试验田里，这类早熟品种能够与郑单958平产就不错了，于是比郑单958早熟一些的地区只好就那么忍着，种那些不如郑单958的老品种。还有许多地区，生育期可能与郑单958相当，或者比郑单958略晚，但要抗粗缩病，或者抗穗腐病、纹枯病、灰斑病……，这些也是超越，如果出现比郑单958抗病早熟的新品种，但试验田里的产量不可能一下子增加那么多，或者平产甚至略低，于是难以通过审定，新技术难以扩散。某些被否决的品种未必不好，可能非常好，不但比现有老品种好，而且适应了郑单958所不适应的区域，但目前在这些地区还是那些不如郑单958的老品种当家。这就是用一个优良品种挡住了更多的后续品种，抑制了更多人的创新努力。今后，应强调技术创新与技术扩散过程，突破当前的沉闷局面。
三、商业育种亟需改革品种审定制度
目前的品种选育、区域试验和审定标准没有解决“赛马”和“役马”的区别，不利于克服科研生产两张皮的矛盾，不利于种业技术进步和创新。而解决这个问题的方法是放弃单一标准和单一对照，实事求是地采用多对照和增加试验平均值为衡量标准。它的意义就在于从大量试验品种中鉴别出“赛马”和“役马”的区别。“超级”要的是赛马，要的是试验田品种和试验田产量，而复杂的农业生产实践则更需要“役马”。
老的优良品种一种就是几十年，培植不出替代品种。于是只好人为淘汰老品种，强迫退出。但人为淘汰对生产可能不利。人们都知道美国玉米品种更替速度快，但先锋的P78599已经种植20多年，前几年仍在东南亚某国使用，3394曾经在美国本土种植了19年以上。中国也有类似的例子，中单2号在生产上种了30多年，至今在甘肃陇东旱塬地，没有哪个品种真正超过中单2号。新疆的SC704在中国种植20多年，加上美国本土，那可是40年前的老品种了，可就是没有能够真正超越的替代品种。为什么会是这种情况？因为科研管理体制、品种区域试验和审定标准，都不鼓励改良和积累，却导致取巧式的育种行为。科研管理推行高指标反而阻碍了创新。按说国内的品种审定标准非常高，可几十年了，为什么在这根指挥棒下选不出更好的替代品种？为什么育种效率那么低？西北地区竟然很难选出超过中单2号和SC704（B73×Mo17）的品种。从这两年的品种试验来看，欧洲品种很可能会超越SC704。这主要不是技术和种质资源问题，也不完全是育种者的才智问题。
品种试验的设计、统计分析和审定标准包含一些技术程序，都是可以改进的，但首先要转变思路和管理，对改革方向取得共识，然后再谈技术。技术措施包括多对照或增加试验平均值为标准、针对生产需求综合评价（引入选择指数和BLUP技术）、改进试验设计（采用不完全区组），更重要的是多点试验和多点生态试验（条田或PAT）等，这些试验方法和措施能够促使品种试验和品种选育回归理性，容易获得农民认可。
这些技术内容需要展开来讨论。国务院8号文件以后，越来越多的企业增加了研发投入，几乎都想到了要改进品种试验流程。企业建立商业育种试验网，在每一个生态区的试验点数不应少于80，这是玉米商业育种的最低限度。如果开启绿色通道，这应该是初期阶段的最低标准。以前，许多人反映过品种区域试验和审定中存在的各种问题，往往得不到有实际意义的回应。国务院8号文件以后，企业在品种试验程序和方法上以实际行动做了一些调整，这就为改革品种区域试验和审定程序奠定了社会基础。现在，改革的时机已经趋于成熟。
品种审定只是品种管理的一个方面，如果只突出一个方面的标准会迫使育种方向和区域试验脱离市场需求。我国玉米品种管理更需要另一种力量介入，即市场的力量。这就需要改变管理思路，并做出适当修改。为此，需要建立品种区域试验和审定以后的注册制度，同时建立产品责任追究制度，从而使品种管理的两个方面处于平衡约束状态。没有注册制和产品责任追究制，育种方向和审定制度是难以平衡的。既宽松，又约束，这才能激发育种者创新品种的积极性。只强调一个方面的管理，而忽视市场的拉动力量和淘汰机制，已经使玉米育种方向偏离了产业和市场需求。建立产品责任追究制度需要良好的种子市场环境，因此要严厉打击市场上的假冒伪劣种子和从事这种行为的公司。
如果品种试验方法和审定标准继续压抑产业的创新努力和育种的积累过程，那么种质积累丰富、改良和创新能力很强的跨国公司就会在黄淮海区域推出超越郑单958的新品种，在东北地区也将会推出更好的早熟品种。跨国公司的育种规模大，种质积累丰富和管理先进，后台支撑能力很强。在这种体制下必然会出现创新成果。跨国公司和国内大型企业重视积累，在理论和技术上没有权威禁锢，尊重现实；我们还看到，跨国企业对中国体制环境的适应能力在增强。而我们禁锢在自我束缚的氛围里，则要靠长期等待“突破”的小概率事件的发生。在这过程里，很可能进一步丢失种业大市场。丢失市场不是因为对手太强大，而是我们自己走错了路。
四、知识产权保护
在市场经济条件下，商业育种的创新积极性和品种替代能力与知识产权保护直接相关。知识产权保护涉及产业链的一头一尾。既要扩大保护范围，也要加强执法保护的力度。
既然品种审定与知识产权发生一定联系，这就决定了必然要堵死抄袭式育种的路子。进一步，搭车育种的路子也应该堵死。所以，为了鼓励创新，应该考虑加入UPOV的1991版本。即只有育种者或经过授权的人才可以采用近饱和的回交方法改良自交系和杂交种。这样才能保护育种者的知识产权。我们提出93%遗传相似性只是作为判断新品种的标准，而不应该成为允许搭车育种甚至剽窃式育种的借口。只有严格保护知识产权才能鼓励私人投资进入我国的育种行业，才能促使我国市场上出现更多的优良品种。
（作者感谢很多朋友审阅和修改此文的各稿。特别感谢徐志刚、张树权、王宏伟、王绍平、曹靖生、仇焕广等人和领导同志的认真阅读和修改。也感谢孙世贤研究员的尖锐批评，使我这篇文章在手里压了两年多时间，经过反复思量才拿出手。在等待过程里，本文还没有上传博客，已经有人针对我这篇文稿的内容写了几篇批驳的文章。反对的声音使我理性对待，对文稿反复修改完善，然后择机而行。）
