編輯 | 新銳恒豐研究院
來源 | 農(nóng)業(yè)科技通訊
作者 | 郭慶辰等
小編注:本文是一篇老文章,之前在智種網(wǎng)公號(hào)發(fā)過(玉米育種轉(zhuǎn)型期的思考:模仿式育種還能否挺?。浚?。今天再拿出來分享,我把標(biāo)題換成:假如轉(zhuǎn)基因放開后,模仿式育種還能否挺???雖然這篇文章,講得不是轉(zhuǎn)基因,但值得大家思考。
? 概述
在中國玉米育種處在以市場(chǎng)全球化、品審改革、國際競爭、生物技術(shù)介入等為標(biāo)志的轉(zhuǎn)型期,總結(jié)了種質(zhì)基礎(chǔ)、雜優(yōu)模式、碎片化育種等方面的困惑,剖析了育種理論、種質(zhì)創(chuàng)新、生物技術(shù)育種的重要性。認(rèn)為育種單位要走出轉(zhuǎn)型期,必須針對(duì)特定區(qū)域,整合優(yōu)異種質(zhì),堅(jiān)持有特點(diǎn)的兩群論,確定前瞻性育種目標(biāo),充分發(fā)揮育種家優(yōu)勢(shì),融合生物技術(shù),選育出有區(qū)域優(yōu)勢(shì)且被市場(chǎng)廣泛認(rèn)可的突破性品種。
? 引言
自從中單2號(hào)(獲國家發(fā)明獎(jiǎng))推廣(1977年大面積推廣,1982 年開始全國普及)至今,在黃淮海和東華北地區(qū),玉米品種經(jīng)過了 6 次大的更新?lián)Q代,每次更新?lián)Q代都促進(jìn)了種業(yè)升級(jí),實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收。
玉米品種多年來的更新基本上是“微調(diào)”,種質(zhì)創(chuàng)新、雜優(yōu)模式、技術(shù)路線基本沒有太明顯的改進(jìn):在黃淮海區(qū),圍繞黃改系做文章,雜優(yōu)模式多為Reid(P系)/黃改;而在東華北區(qū),黃旅系為父本骨干系,多在母本系改進(jìn)上下功夫(如改良外來種質(zhì))。
中國玉米育種幾十年來,通過不斷探討,逐步成熟起來,然而隨著社會(huì)發(fā)展,市場(chǎng)需求多元化,迎來諸多挑戰(zhàn),育種家深感困惑,產(chǎn)業(yè)面臨轉(zhuǎn)型壓力。
? 轉(zhuǎn)型期標(biāo)志
育種界有“十年徘徊、或倒退”之說。鄭單958 于 2000 年審定,先玉 335 于2004 年在黃淮海審定、2006 年在東華北審定,10~15 年時(shí)間再無突破性品種出現(xiàn)。中國玉米產(chǎn)業(yè),不在轉(zhuǎn)型中升級(jí),就會(huì)在轉(zhuǎn)型中消退。
(1)全球一體化加快。全球市場(chǎng)一體化,倒逼中國供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革,迫使種業(yè)人轉(zhuǎn)軌定向,調(diào)整育種思路,改變育種模式。
(2)品種審定制度重大改革。品種審定制度改革具有劃時(shí)代意義。首先,渠道多元化,新增“綠色通道”、“聯(lián)合體”等途徑,好組合有了公平競爭的機(jī)會(huì),降低了審定成本。第二,注重品種的科技含量,全方位、多視角選品種。綠色、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)、高抗、專用性、區(qū)域性組合都可審定,不再片面追求產(chǎn)量,不搞低于對(duì)照一票否決。第三,新的品種審定制迫使選育和經(jīng)營單位風(fēng)險(xiǎn)自負(fù),品種井噴時(shí)育種人應(yīng)時(shí)刻保持清醒的頭腦,不噴沙子噴金子,不求數(shù)量求質(zhì)量,出精品,出好品種,出大品種,這是種業(yè)人的不二選擇,一個(gè)品種可以托起一個(gè)公司,一個(gè)品種也可拖垮一個(gè)公司。
(3)國際競爭加劇。改革開放,加入 WTO,先鋒、孟山都、先正達(dá)、KWS 等國外種業(yè)航母已進(jìn)來,閉門造車時(shí)代已經(jīng)結(jié)束,中國種業(yè)面臨嚴(yán)峻國際競爭。與其被動(dòng)招架,不如主動(dòng)出擊。發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),絕地反擊。中國種業(yè)不僅要制勝本國陣地,還應(yīng)走出去參與國際競爭。
(4)生物技術(shù)快速介入。生物技術(shù)飛速發(fā)展,日新月異,育種進(jìn)程大大加快,而常規(guī)育種技術(shù)周期長、效率低、預(yù)見性差,靠碰運(yùn)氣育出好品種的時(shí)代行將結(jié)束。
(5)創(chuàng)新主體發(fā)生變化。20 年以前,玉米育種主體還是科研單位和大專院校,現(xiàn)在企業(yè)成了玉米育種主體,種子企業(yè)面臨新一輪洗牌,兼并重組加劇。多、小、亂、雜的種業(yè)狀況將會(huì)改變,種業(yè)航母將在分化重組中產(chǎn)生。
(6)時(shí)代呼喚新品種。任何一個(gè)品種都是時(shí)代的產(chǎn)物。一個(gè)品種的推廣除了與自身種性有關(guān)外,也與耕作技術(shù)、生態(tài)條件、機(jī)械化水平、收貯加工等密切相關(guān)。鄭單958、先玉335 已推廣 10 多年,其不良性狀也暴露無遺。先玉335 不耐密,密度不能超過 4000 株,不抗倒,不抗大斑病和灰斑病,在黃淮海種植存在重大風(fēng)險(xiǎn);鄭單958成了晚熟和脫水慢的代名詞,不可能機(jī)收籽粒。“958模式”、“335模式”顯然與當(dāng)今、未來育種理念不合拍。創(chuàng)新求變才能出好品種,才能滿足產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。
? 轉(zhuǎn)型期的困惑
放棄黃改系,是否會(huì)動(dòng)搖育種基礎(chǔ)?
在東華北,BSS×NSS、BNS×黃旅成了主要雜優(yōu)模式。在黃淮海,創(chuàng)新和回歸還在博弈,許多育種家認(rèn)為,黃改系是傳統(tǒng)血緣,在黃淮海特殊氣候下,黃改系具有無可替代的優(yōu)勢(shì)。黃改系不可放棄,應(yīng)該改良黃改系,但用什么改良黃改系?黃改系血緣占多大比例?一直在爭論。
類先玉335品種在黃淮海能否站住腳?
在黃淮海,大部分單位設(shè)雙對(duì)照,鄭單958 和先玉335,超“958”容易,超“335”難,只要大喇叭口期不倒伏,一般年份都超不了“335”。“335”的技術(shù)高度的確是國內(nèi)種質(zhì)難以企及的。人們有理由認(rèn)為,只要能改良幾個(gè)基因位點(diǎn),使“335”在大喇叭口期能站住,就會(huì)成為一個(gè)大品種。“335”籽粒的脫水速度更是其他種質(zhì)資源所不能比擬的。只要提早成熟 5-7 d,就會(huì)成為一個(gè)籽粒機(jī)收好品種。
“土×洋”、“洋×洋”之路還能走多遠(yuǎn)?
BNS×Reid,BNS×黃改,稱為“土×洋”之路。DH605 是 BNS×Reid 的典型代表,BNS×黃改也出了一系列品種,張書申的野風(fēng)號(hào)玉米正在推廣中。
這些品種可稱為過渡品種,或后“335”、后“958”時(shí)代品種,在“335”、“958”向粒收玉米品種過渡期需要這一類品種。DH605 在黃淮海的崛起,使育種家感到困惑,人們對(duì)早熟堅(jiān)稈密植路線產(chǎn)生了懷疑。美系×美系、美系×歐系、歐系×歐系,被稱為“洋×洋”之路。此路雖已起步但很多人都是在觀望,一是受種質(zhì)資源限制,二是沒有理論基礎(chǔ),邁不出第一步。洋×洋表現(xiàn)早熟、堅(jiān)稈、耐密、脫水快,具有明顯優(yōu)勢(shì),但如何解決抗性,如何找出產(chǎn)量與熟期平衡點(diǎn),如何辯證看待密度與產(chǎn)量的關(guān)系,都是值得研究的重大課題。
籽粒機(jī)收何時(shí)才能實(shí)現(xiàn)?
農(nóng)業(yè)部開設(shè)了籽粒機(jī)收組,籽粒機(jī)收品種已經(jīng)通過審定。籽粒機(jī)收概念被一些公司炒得很熱,但何時(shí)真正籽粒機(jī)收,農(nóng)戶很期待,可是許多育種家心里也沒底,雖然品種也報(bào)也審,但完全是為了迎合大形勢(shì),既沒有從理論上搞明白,也沒有深入地從產(chǎn)業(yè)實(shí)際去考慮。
常規(guī)技術(shù)還能堅(jiān)持多久?
到目前為止,國內(nèi)幾乎所有的玉米品種都是靠常規(guī)技術(shù)搞出來的,生物技術(shù)貢獻(xiàn)率微乎其微。許多老專家對(duì)生物技術(shù)持排斥態(tài)度,認(rèn)為這些東西看不見摸不著,不好把握;有人愿意結(jié)合生物技術(shù),但找不到切入點(diǎn)。有些搞生物技術(shù)的認(rèn)為生物技術(shù)是“燒錢”,企業(yè)不要搞。多數(shù)專家認(rèn)為,常規(guī)技術(shù)是基礎(chǔ),生物技術(shù)是手段,不能本末倒置。
碎片化育種還能否挺???
(1)中小公司育種。育種人員少,年投入不足 100 萬,基本不選系,搜集公共系、國外的骨干系,改頭換面,出類似品種,既能銷售,又不擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。
(2)億元大單位育種。年投入上千萬,有規(guī)模,沒體系,形不成合力。各試驗(yàn)站處于分割狀態(tài),缺乏交流,重復(fù)選系,重復(fù)測(cè)配,造成極大浪費(fèi),同樣是機(jī)會(huì)主義。碎片式育種能出大品種嗎?
? 轉(zhuǎn)型期的思考
玉米育種處于轉(zhuǎn)型期,應(yīng)該重新定位,深入思考。從哪里切入?解決 4 個(gè)問題:育種理論突破、種質(zhì)資源創(chuàng)新、技術(shù)路線改進(jìn)、育種體系建立。
育種呼喚理論突破
重實(shí)踐輕理論是育種界的通病。玉米育種起步或初級(jí)階段靠勤奮、靠經(jīng)驗(yàn)、靠運(yùn)氣可出品種;在生物技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,國際競爭加劇,沒有理論的發(fā)展和突破,育種僅是賭運(yùn)氣。
▲來源:張世煌
美國是地道的玉米王國,面積、總產(chǎn)量均居世界第 1 位,其單產(chǎn)記錄不斷被刷新,2016 年單產(chǎn)記錄更是達(dá)到了 2181.8 kg/畝。美國育種理論的突破,是從實(shí)踐中提取出來的精華,是大學(xué)與企業(yè)科技人員共同奮斗的結(jié)果。借鑒美國近百年玉米育種發(fā)展歷程,研究其育種理論,結(jié)合我國玉米育種現(xiàn)狀,我們?nèi)绾未_立自己的育種理論?
早熟、堅(jiān)稈、耐密——籽粒機(jī)收是未來玉米育種的主要方向。美國已實(shí)現(xiàn)玉米籽粒機(jī)收 60 年,而我們的育種家還在討論,還在猶豫和觀望——“籽粒機(jī)收可能以犧牲產(chǎn)量為代價(jià),農(nóng)戶會(huì)不會(huì)買賬?玉米育種必須要有前瞻性,一味追逐流行大品種,必然導(dǎo)致落伍。一個(gè)組合從育種—申報(bào)—審定—推廣—成型,至少要10年時(shí)間,在組配基礎(chǔ)材料時(shí)至少有 10-15 年的預(yù)見性。
適宜機(jī)收玉米 6000-8000 株/畝,單穗 100-150 g,畝產(chǎn)量 600-1000 kg,比目前平均產(chǎn)量大幅度提高,與美國平均產(chǎn)量持平或超越,并沒有以犧牲產(chǎn)量為代價(jià),只要堅(jiān)稈,高抗倒伏,高抗青枯,產(chǎn)量就有支撐和保證。對(duì)于機(jī)收籽粒水分問題,若生育期控制在 90 d以內(nèi),收獲時(shí)水分必須在 16%-18% 之間,誰率先育出這樣的品種,誰就會(huì)擁有中國種業(yè)的未來。
黃淮海和東華北有 3.8 億畝玉米,兩大區(qū)地域廣闊,環(huán)境條件差異大,氣候復(fù)雜,不可能一個(gè)品種模式包打天下,提倡專業(yè)化、區(qū)域化、異質(zhì)化品種,但不論哪一種類型,都離不了籽粒機(jī)收化,這是大趨勢(shì)。
抗性對(duì)產(chǎn)量形成的支撐作用。“抗性即產(chǎn)量!”曾由艾諾瓦提出,這是玉米育種的理論基石??沟埂⒖共∈侵С置苤哺弋a(chǎn)必備的骨架和內(nèi)在要素,耐密是提高玉米群體光合利用率的有效途徑。注重群體光合效率是解決玉米產(chǎn)量遺傳增益的有效方法,也是提高單位面積產(chǎn)量的有效途徑。2016 年,美國玉米最高畝產(chǎn)量記錄 2181.8 kg,畝種植密度可達(dá) 12000 株,沒有群體抗性支持、沒有耐密性就不會(huì)有美國玉米單產(chǎn)的不斷攀升。
資料顯示,美國玉米黃金帶伊諾華州與吉林省緯度相同,面積相當(dāng),伊諾華州玉米畝種植密度 6000-8 000 株,而吉林省為 4000株/畝;伊諾華州玉米平均生育期 115 d,而吉林省玉米平均生育期 130 d。美國玉米平均畝產(chǎn)量約 700 kg,而我國玉米平均畝產(chǎn)量 375 kg,吉林省未發(fā)生災(zāi)害玉米田平均畝產(chǎn)量(675kg)與美國相差不多,可見抗性是保障產(chǎn)量的關(guān)鍵要素。
二群論與商業(yè)化育種。二群論是 Duvick 教授提出來的,他有一個(gè)形象而又高度概括的概喻,玉米育種就是“simple”(簡單),而不是“complicated” (復(fù)雜)。二群論是現(xiàn)代商業(yè)化育種的先聲,沒有二群論,程序化育種根本無從談起。BSS×NSS,Reid×Lancaster,母本群,父本群,非此即彼,一目了然。從世界各地收集種質(zhì)資源,基因組檢測(cè),聚類分析,田間觀察,一推一拉。有了脈絡(luò)分明的基礎(chǔ)群體,在此基礎(chǔ)上不斷增加優(yōu)良基因個(gè)數(shù),提高目的基因表達(dá)頻率。在中國一些有識(shí)之士隊(duì)二群論認(rèn)識(shí)到位,但因手頭種質(zhì)資源大多混合成分(亂群),無法進(jìn)行類群劃分。若從收集種質(zhì)資源做起,因人的育種生命有限,實(shí)施起來舉步維艱。
▲ 馮東升博士
眾所周知,在黃淮海區(qū),在先玉335 不發(fā)生倒伏的情況下鄭單958 產(chǎn)量比不過先玉335,比不過 DK516,聚類分析發(fā)現(xiàn),958 父母本相似度高達(dá) 36%,而335、516 相似度為 0。遺傳規(guī)律早就告訴我們,遺傳距離與配合力呈正相關(guān)(也不絕對(duì))。不搞二群論,很難在產(chǎn)量(抗性)上有所突破。收集國外種質(zhì)資源越來越容易,從國外雜交種分離二環(huán)系還是育種主要手段,血緣不清,盲目選擇,通過聚類分析人為劃血緣,一旦自交系穩(wěn)定,也不好找到對(duì)象,只能用骨干系先測(cè)一般配合力,再用自有系測(cè)特殊配合力,海量選株選系,隨意組配,成功機(jī)率低。
如果是二群論,雜交組合好找對(duì)照,好測(cè)試,按程序辦事,用數(shù)據(jù)說話。有條件的單位和個(gè)人可以先搞二群論。全國育種人員手頭育種材料差異很大,難整齊劃一,可以有多種形式的二群論,BSS×NSS、BNS×黃改、BNS×黃旅等。早劃群早主動(dòng),晚劃群晚主動(dòng),不劃群不主動(dòng)。最近幾年,在育種界有所成就的都是二群論的踐行者,如:DH 種業(yè) BNS×Reid(DH605、DH618);良玉種業(yè)BNS×黃旅(良玉66、良玉88、良玉99);宏澤種業(yè) BSS×黃改(澤玉8911);五谷種業(yè) BSS×NSS(五谷305、五谷368);金博士種業(yè)BYSS×NPSS(金博士702、金博士718);華良種業(yè) BSS×NSS(華良78)。
種質(zhì)資源創(chuàng)新
種質(zhì)是基礎(chǔ),技術(shù)是手段,而出品種才是目的。優(yōu)異的種質(zhì)資源是培育優(yōu)良品種的前提。種質(zhì)資源曾經(jīng)是制約育種的瓶頸,跨國種業(yè)公司在中國發(fā)展布局,收集相應(yīng)資源已很容易,關(guān)鍵是怎么利用。不斷整合外來種質(zhì),提高群體內(nèi)有利基因頻率,增加遺傳多樣性,提高選擇效應(yīng),聚積多抗基因,這是改良和創(chuàng)新的目的。
BNS×Reid是黃淮海目前的主要組配模式,也育出了一些有影響力的品種。BNS中原成分各占多大比例?為何BNS選系多偏向NSS?Reid以鄭58為主(478脫水慢)。如何改良鄭58,加入什么成分才能與BNS有高配合力?這都屬于種質(zhì)資源創(chuàng)新范疇。
▲ 來源:張人予等
沒有育種目標(biāo)搞育種是誤打誤撞,有了長遠(yuǎn)規(guī)劃但沒有新的種質(zhì)資源也是無米之炊。為了提高抗性,許多單位往自交系里加入熱源:P、suwan 等,加入父本群還是母本群,加入多少,全面滲入還是單基因?qū)耄尤肽骋恍誀睿?,這一系列問題既沒有進(jìn)行過理論探討,也未見從實(shí)踐中悟出成敗得失。
“亂花漸欲迷人眼”。美國種質(zhì)還未吃透,歐洲種質(zhì)又進(jìn)來了。歐洲種質(zhì)與美國種質(zhì)及本土種質(zhì)截然不同,具有“早熟、堅(jiān)稈、耐密、品質(zhì)好,不抗葉斑”等特點(diǎn)。三大種質(zhì)怎樣融和,如何劃分類群,進(jìn)而形成自己的育種風(fēng)格,是育種者亟待研究的課題。
“新”不等于“好”,有專家認(rèn)為,創(chuàng)新過程是在循環(huán)中不斷提高的過程,許多加入熱源的組合抗倒伏、抗葉斑能力提高了,但對(duì)光溫敏感、不抗青枯。在導(dǎo)入某一基因的同時(shí)必須充分考慮對(duì)固有基因組的影響。
美國公司在種質(zhì)資源創(chuàng)新上做得非常成功,他們往 BSS 系里加入 maiz amargo,往 NSS 里加入 midland,既保持了原有系的優(yōu)良性狀,又對(duì)不良性狀進(jìn)行了改良,總體遺傳性狀獲得循環(huán)提高,值得我們借鑒。
生物技術(shù)與常規(guī)技術(shù)的融合
DH育種 優(yōu)良目的基因重組是小概率事件,系統(tǒng)選擇,8-10代才能穩(wěn)定,一年3代,3 年才能穩(wěn)定 1 個(gè)(批)自交系。該系配合力高低、與什么組配還是未知數(shù)。張銘堂教授認(rèn)為,10 對(duì)基因控制的性狀(重組群),如果選出純合基因重組體,其概率只有百萬分之一【即(1/4)10=1/1048576】。任何一個(gè)育種團(tuán)隊(duì)都會(huì)受到單位人財(cái)物力的限制,技術(shù)力量有限度,各世代群體不可能無限放大;而DH育種可以大大加速純合進(jìn)程,提高育種效率。
幾家億元公司投入了大量人力物力搞 DH 系,已具有相當(dāng)規(guī)模,但效果不理想。有些搞 DH 系的專業(yè)公司推廣該項(xiàng)技術(shù),響應(yīng)者寥寥無幾。原因何在?筆者認(rèn)為,在 DH 系的應(yīng)用上,大部分公司犯了方向或路線錯(cuò)誤。方向錯(cuò)誤是指:育種目標(biāo)稀植大穗,一心超對(duì)照,片面追求產(chǎn)量,為審定而搞育種,在組配基礎(chǔ)材料時(shí)大穗×大穗,一旦加倍穩(wěn)定,稀植大穗入選,進(jìn)入測(cè)配階段,早熟耐密系必然被淘汰。
路線錯(cuò)誤指:不搞二群論,引進(jìn)美系或歐系就誘導(dǎo),血緣不清,盲目擴(kuò)大群體,一年可出 1萬-10 萬個(gè)純合系,若選 20 個(gè)自有系與其測(cè)配,將出 20 萬-200 萬個(gè)組合,天文數(shù)字,測(cè)試系統(tǒng)難以承受。
目前對(duì)DH育種法似乎有兩大疑慮,一是缺乏基因和環(huán)境互作過程,自交系抗性及適應(yīng)性是否過關(guān);二是穩(wěn)定快,群體小,選擇幾率小,優(yōu)良基因重組頻率低。
金苑種業(yè)范弘偉團(tuán)隊(duì)有多年從事 DH系的理論研究,也有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),對(duì)于DH 的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了歸納和總結(jié)。 DH育種優(yōu)點(diǎn):縮短育種時(shí)間,提高效率;節(jié)約成本,從而可擴(kuò)大育種規(guī)模, 增加遺傳變異,選擇幾率大,分離極端值優(yōu)于常規(guī)技術(shù);基因純合速度快,一旦加倍成功,100% 純合;結(jié)合分子標(biāo)記精準(zhǔn)制導(dǎo)更加高效,選擇更為準(zhǔn)確;自交系的 DUS 值更加完美。
DH育種缺點(diǎn):基礎(chǔ)再重組頻率低;誘導(dǎo)后代一次性垃圾材料多;分離群體需規(guī)模大,成功率才能高;缺乏基因與環(huán)境互作過程;大規(guī)模 DH 系評(píng)價(jià)利用有待探討;DH系不適合所有育種材料,有偏好性,雙親類似度<20%,只能誘導(dǎo)出偏雙親其中之一的自交系。
分子標(biāo)記輔助選擇 建立在分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)上的標(biāo)記技術(shù)的迅速發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜數(shù)量性狀的解析,極大地推動(dòng)了玉米育種工作的發(fā)展。分子標(biāo)記使玉米育種由宏觀進(jìn)入到微觀世界,由E×G進(jìn)入到分子網(wǎng)絡(luò)層面,由經(jīng)驗(yàn)為主到“精準(zhǔn)制導(dǎo)”。玉米全基因圖譜的完成為玉米分子標(biāo)記輔助選擇奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。“十一五”將分子標(biāo)記輔助育種列為國家科技攻關(guān)項(xiàng)目,“十二五”又把全基因組選擇列為國家攻關(guān)項(xiàng)目。分子技術(shù)可做到 “精確制導(dǎo)”,全基因組選擇無可爭議,其基因組育種值預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度可達(dá)0.85。如何融入到常規(guī)技術(shù)是目前急需研究的課題。
有專家撰文提出,玉米主要性狀由約 5000 對(duì)功能基因控制,25000 是個(gè)天文數(shù)字,再發(fā)達(dá)的生物技術(shù)也是輔助手段,不可能解決根本問題,還得靠田間試驗(yàn)來搞育種。但科學(xué)研究的目的就是尋找其規(guī)律性??茖W(xué)理論的應(yīng)用已深入到科學(xué)及生活的各個(gè)領(lǐng)域,改變了我們的思維模式,改變了世界。
轉(zhuǎn)基因技術(shù)育種 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在玉米育種上的成功應(yīng)用不僅展示了其科學(xué)價(jià)值,更是劃時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新。轉(zhuǎn)基因大國美國,到 2015 年轉(zhuǎn)基因作物面積達(dá)到0.709 億hm2,占全球轉(zhuǎn)基因作物的 39.45%。美國 92% 的玉米為轉(zhuǎn)基因商品種(2016)。全球轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物,到 2015 年已遍及六大洲 26個(gè)國家,總面積達(dá) 1.8 億hm2。ISAAA數(shù)據(jù)表明,1996-2014 年轉(zhuǎn)基因作物的種植使其產(chǎn)值增加了 1500 億美元,減少了 5.8 億kg殺蟲劑(活性成分)的使用,節(jié)約了 1.52 億hm2的土地。僅 2014 年 1 年因使用轉(zhuǎn)基因作物,減少了約 270 億kg的CO2排放量,相當(dāng)于減少了 1200 萬輛汽車尾氣排放。全球人口已約 70 億,預(yù)計(jì) 2050 年將達(dá)到 97 億,以目前生產(chǎn)水平,生產(chǎn)的糧食難以養(yǎng)活這么多人口,轉(zhuǎn)基因等生物技術(shù)可使全球現(xiàn)有的 15 億hm2 土地價(jià)值實(shí)現(xiàn)持續(xù)增長,既解決了吃飯問題,又保護(hù)了森林生態(tài)和生物的多樣性。
▲ 來源:GMO
轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用對(duì)作物育種的貢獻(xiàn)是多方面的,效果也極其顯著??瓜x,抗??;耐旱耐鹽堿,控制雜草生長;可明顯提高作物產(chǎn)量、提高品質(zhì);改善生態(tài)環(huán)境。轉(zhuǎn)基因技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)緣遺傳轉(zhuǎn)化,使常規(guī)技術(shù)的不可能變?yōu)榭赡?。它的普及推廣將使人類生活發(fā)生全面而深刻的變化。
常規(guī)技術(shù) 仍需改進(jìn) “育種未動(dòng),栽培先行” 試驗(yàn)地管理是一門學(xué)問,穗行與穗行之間,乃至每個(gè)單株應(yīng)有均衡的表現(xiàn)空間,這樣才能真正“淘汰不良穗行,優(yōu)良穗行選優(yōu)良單株”。
? 結(jié)束語
在玉米育種轉(zhuǎn)型期的關(guān)鍵時(shí)刻,隨著品種審定制度改革深入、跨國企業(yè)的競爭加劇和生物技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)的融合,育種單位要針對(duì)特定種植區(qū)域,整合先進(jìn)的種質(zhì)資源,堅(jiān)持有特點(diǎn)的兩群論,確定有前瞻性的育種目標(biāo),充分發(fā)揮育種家在組建基礎(chǔ)材料和品種性狀選擇方面的優(yōu)勢(shì),建立有特色的育種科研體系,整合生物育種技術(shù),做好轉(zhuǎn)基因技術(shù)儲(chǔ)備,選育出有區(qū)域優(yōu)勢(shì)、經(jīng)得起市場(chǎng)考驗(yàn),農(nóng)民喜歡的品種,才有可能走出轉(zhuǎn)型期的困惑。
作者簡介:郭慶辰(1962-),男,河北高邑縣人,本科,研究員,從事玉米育種研究;通訊作者:竇秉德,男,博士,從事植物遺傳育種研究。doubd@163.com
參考文獻(xiàn):略