更正——循环育种的速度
更正—循环育种的速度
最近和朋友闲谈,估计美国玉米自交系循环改良的速度,用了一个数据是平均3年改良一轮。我把这个数字写进了博客文章。但这个数字不准确,需要重新讨论。估算的起点应该是BSSS,而不是Mo17和B73。
后来我们重新估算,美国SS种质大约改良了19轮,尽管跨国公司对种质的循环改良做出了很大贡献,但对跨国公司的相关数据只能估计。1939年合成BSSS群体,从1940年起算,到2013年,间隔74年,如果按改良19轮计算,中间18个间隔,平均每轮4年。这是一个笼统的估计,包括前期公益性机构的群体改良和选系,也包括后来企业对SS种质的改良。
有文献说美国种质改良平均6年多一个周期。估计选二环系前期进展缓慢,现在周期缩短了。但没有来自跨国公司的确切证据,只是推测。
中国的改良例证是四平头种质,从唐四平头到黄早四,到昌7-2,再到现在,虽然还没有产生新的标志性自交系和品种,就算是新一轮改良已经完成,这样,从1968年报纸上公布白单4号算起,平均每一轮用了15年。
至于Mo17和B73在中国的改良就比较难计算,一方面是没有典型的代表性改良成果,另一方面是没有连续性,发生了“狗熊掰棒子”,就好比是江上断桥,走不下去了,所以不是典型的例证。先玉335是这两个自交系的延续,但与中国的种质改良错位,没有衔接关系,也不算数。
所以,今后就按照这两个数字来讨论种质改良。把15年一个周期缩短到7~8年,是短期内就可以做得到的;对企业的流水线育种来说,缩短到5年也不是很困难。哪怕起步阶段循环育种的水平低,也要坚持!科研机构做不到,但商业育种必须做到,否则就没有竞争力。
希望中国的玉米育种家,特别是企业的育种者要奋起直追,加紧循环育种进度,经过多年累积,逐渐提高企业的种质水平。
企业积累种质不能只靠引进,因为引进几百或几千份种质资源,要经过系统研究和改良与创新,才能逐渐形成企业自己的种质积累。这个积累种质的过程必须“以我为核心”!哪怕是像某公司那样偷来美国自交系,也要“以我为核心”,融入自己的种质基础,进行改良和再创新。
引进种质资源,那是别人的种质基础,偷窃种子连基本信息也没有,更不能创造自己的种质基础。如果从很多来源引进种质资源,再加上偷窃来的,很难形成自己的种质核心,就很难向两边推开,没办法建立高效率的循环育种流程。
什么叫系统研究?首先是研究杂种优势分群,必须简单明确。不但结果简单,研究方法也要简单明确。在育种家面前,基于数量遗传学原理,全世界的种质资源只有两个杂种优势群(列),多了无用,还自找麻烦。研究杂种优势群与配合力测验是同步或统一的。其次是抗逆鉴定,包括生物逆境和非生物逆境。第三就属于更高层次的,分子指纹数据和全基因组选择。如果你从美国公司买来自交系,对方会提供几万个数据的指纹信息。现在我们还做不到,但前两项应该可以做到。国内有一个不好的倾向,第一和第二项的基础数据还没有建立,或者不屑去做,却衷于搞第三项。国家的钱到手,项目却做不下去,得不到有用的结果。文章好写,对错都是SCI;大多数文章是过眼烟云,但企业要的数据必须有用。
现在,企业要集中力量研究种质的配合力效应(含杂种优势群)和抗逆性这两个方面。第三项属于阳春白雪,先放一放。但中国也有人在做有用的事情,那就是金标记和大北农生物技术中心。金标记成立之后,估计他们主要就做这件事,大北农生物技术中心可能会把主要精力放在转基因技术方面。(只是估计)
中国种业采用生物技术的原则是,“实用,合作”。面对这种局面,企业要耐心等待,急着出手会置企业于死地。科研机构要做出明智选择。但由于体制原因,科研机构很难做出更合理的选择,因为没有动力。
回到种质改良与创新的话题。
企业要尽快实行循环育种策略。首先要接受两个杂种优势群的理论,把种质资源向两边推开,施行循环育种,等于是在育种材料群体内逐渐积累有利的等位基因频率。在这过程里,一些老的种质(如自交系)退出历史舞台,但绝非“狗熊掰棒子”。区别就在于自交系虽然退出了,但种质是延续的,而非断崖。其动力是种质改良。
作为对种质施行循环育种和积累有利等位基因频率,还有两个力量在发挥看不见的作用,不能忽视。那就是抗逆育种,其第一个突破口是高密度。我再次强调,高密度育种是策略,而不是目标。至于大家都理解成育种目标,一开口就说是耐密育种,那就理解成育种目标了,属于浅层次理解,会导致育种实践的偏差和降低效率,也会导致执行高密度育种态度不坚决。在现代育种的起步阶段,育种者还是实事求是地降低心理期望值更好些。中国玉米育种最缺什么?不是高产潜力,而是抗逆性。90%以上的审定品种失败在抗逆性。那就要找出解决的途径来。我给出的办法是高密度抗逆育种。在高密度这个基础上,再增加其他逆境因素,按照难易程度排列如下:病害、干旱、低温、高温、低氮、阴雨寡照、酸性土壤、盐碱……。越往后,优先序降低,但评估与鉴定的难度越来越大。
第二个突破口是多点鉴定。大家不都在做着么?怎么还成了突破口?!非也。不但育种单位和企业没有实力做多点鉴定,就连国家区域试验也没做出有说服力的多点鉴定。这又不对了,他们明明在做。但那个规模还是太小,尤其作为绿色通道是万万不可以的。作为绿色通道,必须面向市场经济,必须数倍地增加试验点数,这利用的是G×E效应。当然,实验数据的统计方法还有待提高,相关人员该补补课。此乃后话。
除了品种试验(国家和省),还要做品种适应性鉴定(相当于生产试验,但方法有别,行政试验和企业试验对这一项的重视程度不同。由于手工操作和经费限制,国家和省组织的品种试验脱离生产实际),试验点数要几百甚至更多些。此外,对企业来说,展示田虽然没有行政价值和官僚意义,也能积累很多有用的信息。企业要想放心地走绿色通道,就必须做这些实际工作,而不要自己骗自己。