玉米育种研究的产业技术链

张世煌博客，2012-04-15

从产业需求角度来说，一个国家的植物育种研究包括五个要素：产业政策支持，种质资源的前育种研究，育种方法与技术创新，人才培训和信息服务。这些都属于公益性研究领域。

从产业链的结构来说，包括四个层次，即：基础研究、基础性工作、应用基础研究和应用技术研究。

与育种有关的基础性研究包括：植物学、植物遗传学、生理学、植物病理学、昆虫学、生态学、土壤学、植物分子生物学、基因组学、生物信息学等。

基础性工作以种质资源研究为代表。除了对国内外种质资源的搜集、引进、评价、保存、种质创新和基因挖掘以外，还包含标准制定和行业监督管理等。另外，许多信息服务领域也属于这个范畴，例如气象、土壤和经济发展信息数据库，病虫害预测预报和抗病性评价等。

应用基础研究本质上属于应用技术领域，包括种质资源的前育种研究，育种方法和育种新技术创新等。还包括相关的作物科学、数量遗传学、生物统计学、试验设计、植物保护学、种子生物学、栽培生理学、谷物化学和品质分析等。

应用技术研究主要指常规育种、生物技术育种、种子生产技术、加工、储运、质量检控及品种售后服务等。

1. 基础性研究

在美国，这类基础性研究（知识创新）一般集中在大学里。管理上多为科学家自由选题与基金项目结合。通常是在充分尊重科学家自由选择的基础上，经过同行评议和公平竞争而确立。这类研究的可持续性取决于研究方向是否符合学科发展规律。其特点是理论联系实际，成果向产业转移速度越来越快。通常的规律是大学还在进行种质资源生物学性状的遗传分析、基因组分析和生物信息学研究，部分成果已经进入企业，企业接受以后大规模应用，并将信息反馈给大学，促进理论和技术发展。上世纪后期的生物技术研究向企业转移速度非常快。育种新技术进入企业以后迅速膨胀，建立了比大学和科研单位更庞大、更深入、更实用的研究系统。知识创新成果的迅速转移催生了现代种业的兼并与重组。

我国的农业基础性研究多集中在中国科学院和综合性大学。中国农业大学对玉米的一些基础研究以做得比较多。此外，中国农业科学院和很多地方农业大学及部分省级农科院也有一些基础性研究。在我国，这类基础性研究主要通过专家组织的国家973项目和自然科学基金的方式予以资助。其中国家自然基金项目因秉持公平公正公开原则而在科学家中享有较高威望。

差距：我国对这类研究的管理靠SCI论文引导，资源分散、低水平重复、浪费严重，内容脱离产业需求和生产实际，成果转移速度慢，效率低，虽然追踪国际前沿，但差距在扩大。我国玉米育种的相关基础性研究可以用“散”和“偏”两个字来概括。由于大学和科研单位普遍实行SCI论文引导和产品创收评价体系，使许多基础研究偏离了育种的核心目标或者被忽视。例如统计学、数量遗传学、植物生理学等研究既没有直接的创收价值，也很难发表高水平的SCI论文，因此缺乏经费支持，几乎没有深入研究。

建议：今后5-10年，通过国家自然科学基金的途径广泛支持玉米的基础性研究，使产业发展获得较均衡的理论支撑。

2. 基础性工作

种质资源不属于基础性研究，涉及的理论和知识创新较少，更多的是属于信息积累，但这是为整个国家的植物育种研究奠定基础必不可少的工作。属于非竞争性研究领域。国家应该以相应的公益性项目方式予以支持。

差距：为了使领导重视种质资源研究，自我拔高为基础性研究，关门搞研究，服务社会少。研究内容脱离育种需求，忽视与前育种研究相衔接。由于SCI论文和产品创收考核评价体系，导致科技人员一方面出现为了“分子生物学研究”而研究的倾向，脱离育种产业的核心需求，另一方面不安心于基础性工作，更热衷于商业育种和创收，挪用基础性研究经费开展竞争性的商业育种研究等公权私用现象时有发生。

质量管理、标准制定、检验检疫和检测技术、抗性评价、品种试验与审定、信息服务等也属于基础性工作。

建议：围绕玉米产业技术链，国家应加大种质资源的引进和引进后的鉴定、改造与利用；根据生产需求和育种目标，对现有玉米种质资源开展系统的鉴定与评价；研发相关的技术。

3．应用基础研究

中央一号文件提出，“着眼长远发展，超前部署农业前沿技术和基础研究，力争在世界农业科技前沿领域占有重要位置。面向产业需求，着力突破农业重大关键技术和共性技术，切实解决科技与经济脱节问题”。我国玉米育种研究与产业发展需求的脱节问题集中表现在忽视共性技术研究与技术一体化整合，相关工艺和设备开发明显滞后。

前育种研究属于应用基础研究范畴，为商业育种提供共性技术研究成果，是支撑产业发展的基础，属于非竞争性的公益性和共性技术研究领域。美国最早提出种质扩增计划（GEM），我国科学家根据国内育种状况，针对性地提出种质扩增、改良和创新的方向。后来联合国粮农组织（FAO）提出前育种研究的概念，容易被世界各国科学家接受。虽然美国的大学已经基本退出玉米常规育种研究（现正在退出大豆常规育种），但美国农业部农研局（USDA-ARS）还继续从事这类公益性和共性技术研究，使成果社会化。在我国，由于SCI论文和创收评价体系的引导，基本上没有人愿意做共性技术研究，这与美国存在很大的差距。

应用基础研究还包括植物保护理论与技术、土壤农化、作物生理学与耕作栽培技术研究等。中国农业大学研究土壤肥料科学成绩突出。西北农林科技大学研究旱地农业，如干旱生理学和水利科学等，成绩较突出，带动了生产管理技术进步。

田间试验技术、生物统计学、数量遗传学研究，品种预测、育种信息的数字化管理技术也属于应用基础研究，决定商业育种的效率和竞争力。美国这类研究一少部分在大学，还有一部分在USDA-ARS，而大部分在企业。在我国尚没有人研究这些领域。

建议：在公益性研究机构开展国家指导下的玉米前育种研究，逐步突破材料与技术的瓶颈；通过国家现代农业产业技术体系网络，形成有效的玉米应用基础研究系统，在全国一盘棋下，做好技术研发和应用研发。

4．应用技术研究—竞争性的商业育种

在美国，包括育种材料的前期研究，自交系和杂交种创新，分子标记辅助育种和转基因育种技术、双单倍体（DH）技术、品种测试技术的研究与应用，品种展示和宣传，生产、加工、推广、技术服务等均集中在企业。杜邦先锋和孟山都的育种研究均分为两条线，一条是常规育种技术链，另一条是生物技术链，两条链平行，中间不交叉，只在产业链的出口处与市场会合，实现资源高度整合。先正达的业务分成两条链，一条是农化产品，另一条是生物技术和常规育种。两条产业技术链互为依托，体现了资源整合的现代管理理念。

目前，我国农业科研单位仍坚持玉米的常规育种。但由于科技体制改革以来，长期忽视前育种研究，科技人员的兴趣集中在竞争性的育种研发领域，既忽视基础研究和基础性工作，更忽视常规育种人才培养，导致国家育种的创新能力整体下降。目前，我国种子企业正发展成为育种创新的主体，但种子企业的创新能力受到拖累，发展缓慢。

种业企业的技术和业务服务范围包括指导农民播种、田间管理、施肥、植保和收获等。帮助农民利用GPS系统控制播种、施肥和防治病虫草害，根据实时测产结果指导农民改进下一年的种植计划和田间管理等等。

建议：加快科企结合步伐，促进应用技术和人才向企业转移，同时鼓励和支持企业开展创新性应用技术研究。

（感谢国家玉米产业技术体系育种研究室岗位专家和王晓鸣、王振营、陈捷、董金皋等人仔细审阅初稿，并提出修改意见。）