调整育种方向和技术路线

调整育种方向和技术路线

一、育种方向转型基本成功

近几年,国家玉米产业体系推动我国玉米育种理论和技术路线的改革与创新,取得显著成效。最终将帮助农民减少投入和提高生产效率。这是市场经济条件下,玉米生产技术的发展方向。

由于育种的理论、方向和技术路线曾经发生十年倒退和十年徘徊,我国玉米育种长期陷入误区。要改变育种的迷失状态就必须调整育种方向和技术路线,这遇到重重阻力。其特点是明知错误也要坚持,明知正确的也要坚决反对。这些阻力来自多方面、多层次,甚至包括管理部门的少数干部;根本原因是利益指挥了头脑。现在,我们正经历一场典型的颠覆式创新过程,外界压力肯定很大,但最大阻力来自我们的思想认识。

十几年前,孙世贤与我共同扭转玉米育种的方向和技术路线,做出了重要贡献。2002年,我在孙世贤组织的南京会议上提出中国玉米育种需要纠正方向性失误。到2003年12月的昆明会议上我已经不孤单,持同类观点的还有柏大鹏和孙世贤。为推动玉米育种技术改革与创新,我创办了《中国玉米博客》,顶着压力,宣传玉米育种的现代理论和实践方向。多年努力取得成效,迅速冲破重重阻碍,现在是正确理论在引导全国玉米育种的方向和技术路线。

这期间,我归纳整理了许多参考资料,指导研究生做了系列试验,活跃地在国内外参加学术会议,考察种业和研究机构,还深入了解各地方玉米育种状况。给我留下印象最深刻的当属新疆和黑龙江。2002~2003年我注意到黑龙江省八十年代从地方种质培育的几个老自交系和老杂交种并不是所谓紧凑型,更不是高杆大穗晚熟稀植繁茂型,而是很接近当时美国那样清秀型的自交系和杂交种。其中个别品种还适宜密植和机械收获。这说明玉米的本性就应该是那个样子。而所谓“紧凑型”和越来越离谱的高杆大穗晚熟稀植繁茂型自交系和杂交种是被形而上思维方式扭曲了育种方向以后批量制造出来的技术倒退产品。

2004年7月我到新疆考察,注意到新疆使用的老品种和老自交系与美国差距不大,农民的生产技术比较接近美国。后来却学习内地“紧凑型”和高杆大穗晚熟稀植繁茂的育种经验,遂扩大了与美国的差距。甚至国家设在新疆的品种区域试验密度远远低于当地农民的种植习惯,因为要与国家审定机构的“指挥棒”保持一致。于是我对科技人员说:新疆和黑龙江两个省玉米(常规)育种任何向内地学习的倾向都是技术倒退!

我说了这句话,新疆同志认真对待,经过十年努力,重新回归正确的育种方向和技术路线,又缩小了与美国的差距,而黑龙江却一直没当回事,至今调整方向和技术路线扭扭捏捏,左一个说辞,右一个说辞,就是不肯向前推进。后来,国家玉米产业体系于2010~2012年,连续3年在新疆召开现场会和培训会,目的是促进全国育种理论、方向和技术路线转型。2012年我注意到,主要由年轻人组成的河北省衡水试验站转型比较快。2013年,又注意到多个育种团队都在调整育种方向和技术路线。

2014年,各地试验站和育种专家的育种方向转型已成大势所趋,坚持不转型的越来越少。以前激烈反对现代育种理论的专家、教授和院士,虽然嘴上仍然嘀嘀咕咕,但在育种理论、方向和技术路线上也不得不照着做。在此,我提醒西南和黄淮海两个地区的科研机构和企业要加快转型了。

育种方向和技术转型比较好的团队是:黑龙江克山、辽宁铁岭、河北衡水、河南新乡、新疆乌鲁木齐试验站和吉林省农科院等。其中转型最快的是衡水试验站和吉林省农科院。

希望更多的试验站和育种专家加快转型,坚决调整育种方向和技术路线,并落实到种质改良。国家体系要带领国内企业加快转型和开展种质改良与创新。

即使很坚决地从理论上转型和落实到种质改良与创新实践,也需要10年左右时间才能转型成功。从2012年南京会议算起,大多数育种者浪费了12年时间,至今没有走出误区。个别育种者只好走上剽窃育种的不光彩道路。

二、膨胀与收缩

有人说,现在全国80%或90%以上的育种者接受了矮密早宜机收的育种方向和创新的育种技术路线。但我宁可把困难想得多一些。现在是农业机械化把育种者逼下梁山,不得不放下架子,投身商业育种,但心里还是不明白其中的道理。看了金标记对8+1自交系的分析结果,我就明白了,多数企业都在用好话应付我。估计有70%的育种者接受我的理论和技术路线就不错了。即使在国家玉米产业体系内部,也不是所有育种者都能理解,更不要说落实到种质创新实践;发给他们美国自交系和相关信息不会派上用场,估计打了水漂。

我们注意到一个现象,欧美玉米自交系之间的遗传距离越来越呈哑铃状分布,即逐渐向SS和NSS两个方向推开。在中国却另一副模样。许多育种者继续“走猫步”,造成大多数自交系的遗传距离呈枣核状分布,分析表明它们属于混乱型遗传结构,多数自交系聚在中间,只有少部分优良自交系在外围方向,而不是像大多数欧美自交系那样向两个方向推开,清晰地形成两个集团。后果就造成了育种效率天差地别。

分析金标记的实验结果,我不得不遗憾地告诉大家,把中国8+1企业的玉米自交系向两边拉开的动力不是源自种质改良与创新,而是模仿先玉335。这是一种什么感觉?难道创新就那么困难吗?

十几年前,我带领研究生用SSR方法分析中国优良自交系的遗传距离。那时候使用的方法操作复杂,成本高,效率低,不可能像金标记这样花很多钱分析大量低水平自交系。那时候,我们把375份骨干自交系分出6个亚群,归纳成两大群,虽然不是哑铃型分布,但枣核状分布不甚明显。如今,金标记、孟山都和国内几家实验室采用低成本、高通量的SNP芯片技术分析中国玉米自交系,其中金标记公司的分析样本包括来自企业的大量低水平自交系,结果暴露出中国玉米育种者仍然没有实践循环育种和向两边推的技术路线。多数人仍然热衷于“走猫步”。尽管许多人在我面前专捡好听的说,似乎都接受我的理论、方法和技术路线,但实际上并没有照我说的去实践。他们还是喜欢穿着新鞋“走猫步”。当然,“狗熊掰棒子”仍旧是必然选择。

这表明,中国农科院作物所和8家公司选育的绝大多数自交系没有创新。育种者在从跨国公司杂交种分离二环系的时候,连向特定方向推一下都不肯,就那么心安理得地“走猫步”!我们不讨论别的话题,只说技术路线,这种眼光短浅的选系方法损害了企业的长远利益。俗话说“花钱砸鸭子脑袋”,一点好处也得不到。看来,某些企业该好好做些育种理论和技术的系统培训。

如果科研机构和大学都把自己选育的自交系送到外包服务机构去做统一检测,恐怕多数也都是瞎胡整。这样搞育种不可能培植企业的创新精神和竞争力。

分析原因,可能是顽固不化的“走猫步”情结,不走猫步就不会搞育种,心里就不踏实。另一个原因很多中国自交系就是“走猫步”的产物,如今继续“走猫步”,错上加错,或者只在小范围里循环选系,没有种质扩增,于是改变等位基因频率的速度就很慢。第一个原因说的很刻薄,但第二个原因很普遍。育种者须冷静地评价国内玉米自交系,“走猫步”的产物很多,一般配合力普遍较低,不大量输入美国商业自交系,很难改良中国玉米种质的遗传结构和性状表现。

育种者的困惑在于不能不用中国自交系,但更要学会使用美国自交系。育种创新体现在对种质的掌控。在方法上必须强调向两边推的育种策略。现在不敢淘汰“走猫步”的产物,是因为手里还没有自主创新的产品。一旦走上创新之路,过去那些该淘汰的、没用的东西就像雪崩一样坍塌了。8+1企业要尽快用自主创新的产品顶替“走猫步”的产物。

为什么要推动技术路线转型?目的是提高育种效率和技术竞争力。任何育种者都无法凭着经验掌控大量“走猫步”形成的低级育种材料,只能任其“狗熊掰棒子”。这是中国玉米种业的宿命。要改变局面,就必须按照两个杂种优势群(列)的理论管理种质资源和施行向两边推的循环育种策略。要积累种质基础,从此不再“走猫步”,转而依赖自主创新。

中国科技人员必须融入世界主流价值观,遵循普世的科学规律,才能将玉米育种推向现代化。独出心裁,投机取巧,把从商业杂交种套二环系当成看家本领,那只是应付公司老板,成就不了现代企业。尤其大型企业的育种研发,走正规化道路才能建立可持续的育种研发体系。

三、向两边推是改良种质的主要途径

现在,玉米育种的商业竞争越来越激烈,创新型种质迅速积累,迫使跨国公司更迅速地把种质向两边推开,这使商业育种管理变得越来越简单化,程序化,育种效率和竞争力因此大大提高。

以往二十多年里,中国玉米育种是“坍塌”式操作,自交系之间的关系越来越模糊,杂种优势群之间的距离在压缩。以郑单958为代表的杂种优势模式的两个种质群之间的遗传距离非常靠近,这限制了中国玉米育种效率。许多专家、教授不以为然,依然我行我素,继续“走猫步”,继续“狗熊掰棒子”,驱使中国玉米种质在小圈子里压缩。目前,这种趋势有增无减,长期后果只能是饮鸩止渴。

是否扔掉“走猫步”的产物?这得分析着看,“走猫步”的产物可以通过向两边推开的循环育种策略而向好的方向改良。另一个大问题,现在纷纷胡乱使用国外种质。表面看,植株外形清秀,耐密性提高了,但“走猫步”的坏习惯仍然没有改观,这是今后需要特别注意的潜在威胁。

曾经在一段时间里,中美两国的育种方向截然相反,虽然从眼前看,一些育种者从“走猫步”得了甜头,但后果必然使种质越来越复杂化,超出人的脑力所能控制的限度,丧失竞争力。最后就必然发生坍塌,缩小了育种规模和操作范围,头脑里没办法建立数据库概念。而美国的玉米育种却越来越简单化和容易操作。在完全不对称的竞争中,我们的种业必垮无疑。

从这个过程对比,我们看到美国的循环育种使种质创新走向有序扩张,而经验主义的“走猫步”育种必然导致大量低水平种质从滚雪球走向坍塌。这不就像是宇宙大爆炸和随后将要发生的宇宙坍塌是一样的么?如此循环,种业将失去发展空间和竞争力。

实际情况表明,国内玉米自交系的一般配合力普遍落后于跨国公司,差距很大。中国育种者很看重农艺性状,但遗憾的是,自交系和杂交种的综合农艺性状却普遍较差,而看不见的差距更大,例如氮和水资源利用效率低,产品质量较差等。这是大规模“走猫步”和“狗熊掰棒子”,不重视种质积累的必然后果。

我们要认识到,两个杂种优势群,向两边推,循环育种,积累一般配合力与相关的基因加性效应……,这是商业育种技术路线的主要环节。出发点是两个杂种优势群,不可再犹豫或听信个别人的胡言乱语,而扰乱了自己的技术路线。

四、循环育种是商业育种的主要手段

循环育种是商业育种的主流技术。虽然教科书上讲了很多育种方法,但育种程序的主线是循环育种。其他方法(分子育种、突变育种、DH育种、雄性不育……)都是商业育种产品线的辅助手段,不是主流。能够整合进产品线的才是有效方法,否则就没有用武之地,只有循环育种能够长期可持续地操作等位基因频率。所以,这是育种的主流技术。

大规模“走猫步”使得国内玉米育种水平落在美国后面,而且差距越来越扩大。最近二十多年来主要杂交种的农艺性状竟不如中单2号、丹玉13、吉单101和掖单4号等二十多年前的老品种(玉米科学2015年1期85页)。

投机取巧的后果是倒退。理论、方向和技术倒退,必然导致产品失去竞争力。现在,要坚定不移地调整育种方向和技术路线,坚持自主创新,不再走猫步,更要放弃剽窃育种。

说到剽窃育种,许多人不汲取教训,继续铤而走险,而不肯花一点功夫自主创新。这已经成了育种界个别人的坏习惯。在多家跨国公司谋过营生的某博士一直对美国公司的最新自交系耿耿于怀,对自主创新缺乏信心。我们只要看一看某些人偷回了新种质,但没有育成新杂交种,甚至没有选出新二环系。有了种质,还要沿着循环育种向两边推,建立正确的育种流程。这是自主创新的基本方法,是商业育种流程的核心技术。

后记:中国玉米博客连续写了7篇关于育种方向的文章,批驳高产“永恒论”。玉米产业面临着调结构,转方式的重大社会需求,但本系列文章只限于讨论育种方向。现在,玉米产业绝不仅仅是调结构的问题,只调结构,玉米产业可调控的空间很有限,而且不能解决产能增加,价格上升,库存增加和进口攀升的被动局面。显然,转变经济增长方式才是更积极的措施,而且操作空间巨大影响面巨大。现在,我们面临着调整育种方向的重大关口,这是中国种业的生死抉择。总会有一些企业和科技人员看准了方向朝着满足社会需求的正确方向转型。这就成为至关重要的竞争要素。

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