編輯 | 新銳恒豐研究院
來源 | 易寶作物科學(xué)
作者 | 趙洪軍（已授權(quán)）
巜對(duì)超級(jí)玉米育種目標(biāo)的新思考》
一） 激蕩 60 年
世界種子產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模崛起，歸功于雜交（種）優(yōu)勢(shì)（Heterosis）的利用。
現(xiàn)代種企只有長(zhǎng)期的在科研上投資，才能沉淀并積累起可持續(xù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
玉米自 16 世紀(jì)從美洲（應(yīng)是從歐洲傳入）引入中國(guó)，已有 500 年的歷史，形成了從東北到華北經(jīng)黃淮海至云貴高原的玉米帶。從品種間雜交種、雙交種到單交種至今，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，跨越了半個(gè)世紀(jì)時(shí)光，凝聚了幾代育種人的智慧。
1）新單 1 號(hào)
20 世紀(jì) 60 年代，新鄉(xiāng)農(nóng)科所的宋秀嶺老師選育的玉米單交種新單 1 號(hào)(混517 x 矮金 525)，比當(dāng)時(shí)對(duì)照品種百雜 6 增產(chǎn) 29%，開創(chuàng)了單交種利用的先河，實(shí)現(xiàn)了歷史性品種突破，而當(dāng)時(shí)的美國(guó)還在使用落后的雙交種（小編注：1960年代美國(guó)像愛荷華州，已經(jīng)幾乎 100% 單交種了）。
新單 1 號(hào)以每年 2500 萬(wàn)畝的速度在全國(guó)迅速推廣，并引種到歐洲和亞洲各國(guó)，成為我國(guó)第一個(gè)世界級(jí)品種。矮金 525，這個(gè)矮桿自交系從 1965 年到今天，60 年來一直被育種家派生利用，其商業(yè)價(jià)值超過百億。
2）丹玉 13 和掖單 13
丹玉 13 是丹東農(nóng)科院吳紀(jì)昌老師選育的高產(chǎn)，高抗，廣適的玉米新品種，比中單2 增產(chǎn) 10% 以上，使中國(guó)玉米抗病育種水平又上了一個(gè)新臺(tái)階。丹玉 13 成功利用抗病基因轉(zhuǎn)育技術(shù)，實(shí)現(xiàn)抗病育種的技術(shù)性突破，10 年累計(jì)推廣 5000 萬(wàn)畝，是中國(guó)種業(yè)雜交育種和推廣奇跡的里程碑。
掖單 13 是李登海老師選育的最成功的品種，該品種夏播最高畝產(chǎn) 1096 公斤，創(chuàng)造了世界夏玉米單產(chǎn)最高紀(jì)錄。在耐密性上超過了丹玉 13。創(chuàng)造性提出了“緊湊型玉米"的概念，15 年累計(jì)推廣 2300 萬(wàn)畝，在自主創(chuàng)新方面取得了前所未有的成功，探索出一條通過緊湊大穗的高產(chǎn)新途徑。
3）鄭單958和良玉99
鄭單 958 是堵純信老師育成，集矮桿，密植，廣適多抗于一身，是中國(guó)玉米推廣時(shí)間最長(zhǎng)，面積最大的品種。鄭單 958 在廣適和耐密性上都超過了掖單 13。鄭單 958 的主要貢獻(xiàn)是改變了高桿大棒的品種模式，以耐密性作為育種目標(biāo)的核心。將玉米品種的高產(chǎn)，多抗，廣適性水平提高到前所未有的高度，開創(chuàng)了單株生產(chǎn)力與群體生產(chǎn)力相結(jié)合，耐密型品種為主導(dǎo)的玉米發(fā)展新格局。
良玉 99 是宋協(xié)良老師選育抗倒性玉米新品種。該品種在玉米抗倒性上超過了鄭單958，其它性狀與 958 相近。由于近年來氣候異常，玉米倒伏成為全國(guó)玉米減產(chǎn)的主要原因，累十年之功，敗一場(chǎng)大風(fēng)，多少品種被風(fēng)吹出了市場(chǎng)。良玉 99 是中國(guó)玉米抗倒育種的又一里程碑，并將在全國(guó)繼續(xù)演義它的抗倒傳奇。
二）品種的遺傳潛力是限制產(chǎn)量水平的決定性因素
從品種性狀及遺傳背景看今天的品種井噴，表面上品種審定加速，而在血緣更新上卻是原地踏步。
過去 20 年，中國(guó)育種家拼盡了全力，對(duì)國(guó)外血緣的 P 群，進(jìn)行了大規(guī)模的開發(fā)利用，從目前走勢(shì)看，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的種質(zhì)基本上都得到了廣泛的鑒定和應(yīng)用，但沒有突破性種質(zhì)創(chuàng)新實(shí)例。品種的派生現(xiàn)象嚴(yán)重，由于骨干自交系重復(fù)利用和過度利用，使雜種優(yōu)勢(shì)明顯減弱。
今天，我們面臨這一輪品種更新將結(jié)束，品種審的越多，企業(yè)負(fù)擔(dān)和風(fēng)險(xiǎn)越大。農(nóng)民已對(duì)品種審定失去了信認(rèn)，所以市場(chǎng)才出現(xiàn)了套包。
美國(guó)現(xiàn)代玉米發(fā)展史表明，種植密度的逐步提高，不僅是玉米實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的重要途經(jīng)，也是提高玉米育種效率的重要措施。
育種實(shí)踐表明，在高密度條件下，適當(dāng)降低玉米株高和穗位，可以提高玉米的雜種優(yōu)勢(shì)和抗倒伏能力。通過改良株型來提高品種的耐密性，已被證明是一個(gè)行之有效的途經(jīng)，目前是缺少優(yōu)良矮桿玉米血緣。
過去十幾年，我一直從農(nóng)家品種中尋找在進(jìn)化中失去的矮桿抗倒基因，目前矮桿玉米還在探索階段。
三）抗倒性是育種的最重要的指標(biāo)
玉米的倒伏是制約我國(guó)玉米產(chǎn)量的一個(gè)重要因素，也是影響機(jī)收的最大障礙。解決倒伏問題在東北和黃淮海地區(qū)都十分迫切。
玉米生產(chǎn)是群體生產(chǎn)，其產(chǎn)量高低并不是由小群體來決定的。而增加種植密度最大的限制因素是倒伏。到目前為止，育種工作還沒有成功地通過提高單位光合組織的凈光合速度來提高產(chǎn)量，決定作物生長(zhǎng)率的首要因素是基因而不是光合率。
矮桿玉米育種毫無疑問是當(dāng)今育種的世界趨勢(shì)。其最大市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力就是品種的抗倒伏能力。
全世界種植的玉米，像一座金字塔，全部建立在幾個(gè)親本系的基礎(chǔ)之上，雖有萬(wàn)千系，出一品種難。一旦遇到異端天氣和病蟲害暴發(fā)，就會(huì)災(zāi)害嚴(yán)重，倒了還種，種了還倒，沒完沒了。
從過去的抗病育種，株型育種到今天的抗逆育種，廣義上都旨在提高產(chǎn)量，然而，過去和未來不一樣，未來將不應(yīng)以產(chǎn)量選擇為主，而是應(yīng)將抗倒作為育種的主要選擇手段。
從遺傳育種角度，今天玉米產(chǎn)量提高的余地越來越小。生物學(xué)產(chǎn)量是基礎(chǔ)，如果其產(chǎn)量低，不論指數(shù)如何高，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量都無法提高。這就是矮桿玉米至今無法突破的育種瓶頸。
通過十幾年的育種實(shí)踐，對(duì)玉米倒伏的不斷探索與研究，影響玉米倒伏主要因素有以下幾點(diǎn):
1）玉米莖桿的硬皮組織厚度決定了其抗倒折的能力。
2）玉米側(cè)根的根數(shù)和長(zhǎng)度決定了其抗倒伏的能力。
3）玉米的倒伏性狀是由基因決定的，所以對(duì)品種的遺傳選擇十分必要。
4）玉米莖桿的強(qiáng)度在于提高莖桿的纖維化和木質(zhì)化，莖桿的直徑是有限縮小而不是增大。
四）超級(jí)玉米
有專家說利用分子標(biāo)記技術(shù)育種，能將育種效率提高 1000 倍！可對(duì)沒有資源的小規(guī)模育種家來說，育種還有繼續(xù)的必要嗎？
如果能保持良玉 99 的綜合特性，將生育期提前至 125 天，株高降到 2 米以下，應(yīng)該是下一代超級(jí)品種的目標(biāo)，
玉米所有表現(xiàn)出來的任何缺陷都是遺傳基因和環(huán)境因子互作的結(jié)果，大多數(shù)缺陷都可以用遺傳育種來彌補(bǔ)，一個(gè)品種要成為大品種需要的不是差異化，而是個(gè)性化。
五）燈塔
育種是一種探索性和創(chuàng)造性的工作，沒有哪一種方法最好，因?yàn)榻Y(jié)果具有高度不確定性。同時(shí)也是一種高風(fēng)險(xiǎn)的投資，投入與科研成果產(chǎn)出不存在正相關(guān)關(guān)系。對(duì)于企業(yè)而言，短期看，育不如買，買不如套。長(zhǎng)遠(yuǎn)看，種業(yè)沒有持續(xù)的研發(fā)能力和種質(zhì)積累，注定沒法在競(jìng)爭(zhēng)中生存。
諾基亞公司發(fā)明了手機(jī)智能技術(shù)，卻敗給了智能手機(jī)，本質(zhì)上是輸在戰(zhàn)略上。
品種和大品種之間的巨大鴻溝，是育種者的死亡之谷，需要資金，耐心和智慧來彌合。
其間有人找到了方法，有人看到了方向！
(2022年7月3日。)
