有許多關(guān)于植物育種的優(yōu)秀文章，具體的方法和實(shí)踐應(yīng)參考這些文章（Allard, 1999; Fehr,1987; Simmonds and Smart, 1999），我不打算比較植物育種和基因組工程（轉(zhuǎn)化和許多基因組應(yīng)用）。然而，基因組工程是目前的主流模式，工程和育種經(jīng)常被比較，特別是在宣傳工程的文獻(xiàn)中。因此，在某些情況下，特別是在處理有關(guān)植物育種的常見(jiàn)錯(cuò)誤說(shuō)法時(shí)，我發(fā)現(xiàn)有必要對(duì)這兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行比較。

      什么是植物育種？

      關(guān)鍵特征。提煉其本質(zhì)，植物育種是人類(lèi)在基因可變的植物種群中進(jìn)行的定向選擇?；诒硇偷倪x擇是植物育種項(xiàng)目的關(guān)鍵特征。對(duì)人工和自然選擇的依賴(lài)，使植物育種有別于其他技術(shù)。目標(biāo)種群必須在遺傳上是可變的，否則不可能發(fā)生變化。如果成功的話，選擇的結(jié)果是在表型和基因上都與起始種群不同。

      選擇的原則和意義。選擇的力量和意義怎么強(qiáng)調(diào)都不過(guò)分。地球上的生物多樣性是由于自然選擇造成的，并且我們馴養(yǎng)的植物和動(dòng)物的多樣性是由于人工選擇造成的。達(dá)爾文在發(fā)展自然選擇理論時(shí)，在很大程度上依賴(lài)于植物和動(dòng)物育種者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。達(dá)爾文用植物和動(dòng)物育種的例子來(lái)證明自然選擇的可行性（達(dá)爾文，1859）。鑒于維多利亞時(shí)代的英國(guó)知識(shí)階層對(duì)馴化物種的熟悉程度，這些例子很有說(shuō)服力。今天，工業(yè)世界的大多數(shù)人都遠(yuǎn)離了農(nóng)業(yè)和自然；因此，很少有人了解選擇的力量及其在我們世界中的作用，這一點(diǎn)并不奇怪。

      選擇的原材料是由突變產(chǎn)生的遺傳變異。隨著選擇的實(shí)施，具有有利等位基因的植物被選中。如果將未被選擇的個(gè)體從種群中剔除，剩下的種群將具有與原始種群不同的基因頻率，選擇將有效地改善種群的平均表現(xiàn)。但是，沒(méi)有新的個(gè)體或基因型被創(chuàng)造出來(lái)。每個(gè)人，包括反進(jìn)化論者，都理解并接受了選擇的這一淘汰性方面。

      達(dá)爾文所認(rèn)識(shí)到的，而植物育種家所利用的是選擇的創(chuàng)造性力量。如果只允許被選中的植物進(jìn)行有性繁殖，那么在接下來(lái)的一代中就會(huì)出現(xiàn)新的基因型，其中許多是以前從未出現(xiàn)過(guò)的。如果這個(gè)過(guò)程重復(fù)若干代，那么影響所選性狀的許多基因座上的有利等位基因?qū)⒃谌后w中積累。通過(guò)有性繁殖，這些等位基因?qū)⒈恢匦陆M合，往往會(huì)產(chǎn)生完全新的和意想不到的個(gè)體。正如達(dá)爾文（1859年）所說(shuō)："關(guān)鍵是人類(lèi)的積累選擇能力：自然界提供了連續(xù)的變異；人類(lèi)將它們按某些對(duì)他有用的方向加起來(lái)。在這個(gè)意義上，他可以說(shuō)是為自己制造了有用的品種'。

      認(rèn)識(shí)到選擇的創(chuàng)造性方面是至關(guān)重要的。我認(rèn)為大多數(shù)科學(xué)家，包括許多生物學(xué)家，仍然沒(méi)有認(rèn)識(shí)到達(dá)爾文的關(guān)鍵見(jiàn)解--選擇的創(chuàng)造性力量。

      選擇的創(chuàng)造能力是植物育種的關(guān)鍵特征，也是植物（和動(dòng)物）育種在人類(lèi)技術(shù)中的獨(dú)特之處。正是這種力量使植物育種區(qū)別于基因組工程，而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，使育種的力量更加強(qiáng)大。

      經(jīng)常有植物育種的批評(píng)者（工程的支持者）提出，植物育種的產(chǎn)品是隨機(jī)的、不可預(yù)測(cè)的。通常這些指控發(fā)生在人們?yōu)榛蚪M工程的安全性進(jìn)行辯護(hù)時(shí)，并暗示與植物育種相比，基因組工程是精確和科學(xué)的。隨機(jī)性和不精確的概念是由于對(duì)植物育種過(guò)程的誤解和對(duì)生物組織層次的混淆造成的?；蛑亟M是隨機(jī)的，但選擇的效果卻不是。如果我們選擇抗銹病，我們就會(huì)得到抗銹病的能力。如果我們選擇更高的產(chǎn)量，我們會(huì)得到更高的產(chǎn)量。如果我們選擇更嫩的甜玉米，我們就會(huì)得到嫩玉米。選擇的直接效果是非常可預(yù)測(cè)和精確的。

      選擇的直接效應(yīng)是高度可預(yù)測(cè)的。然而，使選擇變得非常有趣和有價(jià)值的是不可預(yù)知的相關(guān)或間接效應(yīng)。這種影響會(huì)產(chǎn)生新的、有用的、有時(shí)甚至是奇妙的變化，而這些變化在選擇計(jì)劃開(kāi)始之前是無(wú)法預(yù)測(cè)的。Duvick等人（2003）對(duì)玉米帶登特玉米雜交種變化的回顧性研究提供了許多優(yōu)秀的例子。

      對(duì)可收割產(chǎn)量的選育導(dǎo)致了一些相關(guān)的變化，人們?cè)谟?jì)劃開(kāi)始時(shí)可能已經(jīng)預(yù)測(cè)到了。由于可收獲的產(chǎn)量只包括那些可以用機(jī)器收獲的果穗，我們可以預(yù)測(cè)可站立性（根和莖的強(qiáng)度）會(huì)得到改善，事實(shí)上就是這樣（Duvick等人，2003）。人們還可能預(yù)測(cè)，果穗和果核大小、葉片數(shù)量和光合作用能力會(huì)增加。然而，這些性狀即使有變化也只是輕微的變化（Duvick等人，2003；Tollenaar和Wu，1999）。人們不太可能預(yù)測(cè)到穗子會(huì)變得更小或葉子角度會(huì)發(fā)生變化，但這些變化與雜交種發(fā)布的年份密切相關(guān)。人們可能預(yù)測(cè)到抗逆性會(huì)增加，確實(shí)如此，但人們更可能預(yù)測(cè)到產(chǎn)量能力和異質(zhì)性會(huì)增加，但這并沒(méi)有。

      關(guān)鍵是我們只有在事后才知道什么是生物學(xué)上的重要性。如果在1930年，基因組工程師選擇提高產(chǎn)量能力和增加果穗大小，他們是否會(huì)取得與植物育種者單純選擇產(chǎn)量一樣的收益？如果在2003年，基因組工程師查看了Duvick等人（2003）的研究結(jié)果，并決定減少抽穗尺寸和增加抗逆性，那么對(duì)于新世紀(jì)的新環(huán)境和種質(zhì)來(lái)說(shuō)，這些決定是否是最好的？選擇的好處是，人類(lèi)不會(huì)做出這些選擇，也不需要回顧性的信息。我們只需選擇我們想要的表型，讓基因組與環(huán)境相互作用，為我們提供產(chǎn)量更高、味道更好、更健康的新生物體。選擇的結(jié)果也會(huì)以不可預(yù)測(cè)的方式改變作物的遺傳基礎(chǔ)。在20世紀(jì)30年代，在雜交玉米時(shí)代的初期，有數(shù)百個(gè)開(kāi)放授粉的玉米栽培品種。要預(yù)測(cè)哪些品種在未來(lái)會(huì)最成功是不可能的。事實(shí)上，到了20世紀(jì)70年代，許多人對(duì)一個(gè)相對(duì)模糊的栽培品種 "Lancaster Surecrop "顯然是最重要的種質(zhì)資源感到驚訝（Sprague, 1972；Zuber, 1976）。

      而在20世紀(jì)70年代，誰(shuí)會(huì)預(yù)料到蘭卡斯特在2000年將相對(duì)不重要（Troyer 2000）？隨著時(shí)間的推移，對(duì)增產(chǎn)的選擇改變了促成高產(chǎn)的種質(zhì)。在雜交時(shí)代的前半期，環(huán)境和基因庫(kù)有利于蘭開(kāi)斯特，但在過(guò)去30年里，作物管理的變化使蘭開(kāi)斯特種質(zhì)不再受到青睞。

      如果基因組工程師在1970年能夠?qū)τ衩字参镞M(jìn)行工程設(shè)計(jì)，他們會(huì)將大部分資源用于蘭卡斯特種質(zhì)。這一決定將基于對(duì)1930年至1970年間發(fā)生的事情的回顧。然而，現(xiàn)在看來(lái)，對(duì)蘭開(kāi)斯特的大量投資和依賴(lài)可能是一個(gè)錯(cuò)誤的選擇，并嚴(yán)重限制了潛在的收益。

      需要認(rèn)識(shí)到的關(guān)鍵一點(diǎn)是，雖然選擇可預(yù)測(cè)地帶來(lái)了高產(chǎn)，但變化的方式完全無(wú)法預(yù)測(cè)。重要的是，植物育種者已經(jīng)準(zhǔn)備好并能夠利用這些不可預(yù)知的情況。Pioneer Hi-Bred公司的創(chuàng)始人Henry A. Wallace說(shuō)："沒(méi)有人能夠替代那些能夠觀察并與他的材料密切相處的人，以至于他能夠在看到幸運(yùn)的突破時(shí)識(shí)別出來(lái)。"（Smith等人，1996年）選擇的結(jié)果是適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境，同時(shí)選擇感興趣的性狀。對(duì)于受環(huán)境影響較大的性狀，如產(chǎn)量，這一點(diǎn)可能很明顯。但只要育種者同時(shí)選擇整體性能，任何性狀都是如此。由于育種過(guò)程在每個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)都會(huì)重復(fù)進(jìn)行，所以選擇會(huì)確定適應(yīng)當(dāng)前非生物和生物環(huán)境的基因型。如果氣候隨著時(shí)間的推移變得越來(lái)越暖和，那么適應(yīng)更暖和溫度的基因型將被選中。同樣，如果一個(gè)新的病原體種族變得流行，新選擇的個(gè)體將比未在這些條件下開(kāi)發(fā)的植物具有相對(duì)更強(qiáng)的抗性。這假定原始種質(zhì)具有溫度反應(yīng)或抗病性的遺傳變異性。

      選擇還導(dǎo)致內(nèi)部環(huán)境（基因組）對(duì)新性狀的適應(yīng)。例如，如果我們希望培育一個(gè)高糖、高產(chǎn)的甜玉米品系，我們將用一個(gè)高產(chǎn)、低糖的品系與具有高糖基因的來(lái)源雜交。我們從經(jīng)驗(yàn)中知道，高糖基因在高產(chǎn)背景下幾乎是致命的。但是，通過(guò)在若干代內(nèi)同時(shí)選擇高糖、高產(chǎn)和高存活率，選擇和重組將導(dǎo)致基因組合產(chǎn)生一個(gè)可行的產(chǎn)品。

      在適應(yīng)內(nèi)部或外部環(huán)境方面，選擇和工程的對(duì)比是很明顯的。只要有足夠的遺傳變異性，選擇就能使不斷進(jìn)化的基因組適應(yīng)環(huán)境。工程需要事先知道即將到來(lái)的氣候或害蟲(chóng)是什么。同樣，開(kāi)發(fā)高糖高產(chǎn)品系的工程方法是簡(jiǎn)單地將高糖基因轉(zhuǎn)化到一些高產(chǎn)品系中，直到找到一個(gè)可行的組合。這幾乎不可能被認(rèn)為比選擇更精確或更可預(yù)測(cè)。

      植物育種的批評(píng)者常常認(rèn)為，植物育種是緩慢的，需要極大的耐心和毅力，植物育種者是呆板的動(dòng)物，頑固地對(duì)材料進(jìn)行分類(lèi)。雖然這些誤解可以追溯到植物育種的內(nèi)部神話，但它們是錯(cuò)誤的。如果這是真的，現(xiàn)代玉米雜交種的壽命怎么會(huì)在三到五年之間？選擇迅速改變了種群，并創(chuàng)造出以前從未出現(xiàn)過(guò)的表型。植物育種者沒(méi)有耐心，焦急地等待著令人振奮的雜交產(chǎn)品、最新的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，或?yàn)槭诜鄱_(kāi)放的花朵。速度確實(shí)取決于許多因素，包括生命周期、遺傳變異和選擇的強(qiáng)度。非常激烈的選擇可以在幾代中產(chǎn)生巨大的變化，但可能會(huì)耗盡感興趣的性狀的遺傳變異。溫和的選擇會(huì)產(chǎn)生更多漸進(jìn)但可持續(xù)的變化。關(guān)于植物育種是不科學(xué)的論點(diǎn)。這似乎是由于人們對(duì)植物育種者不需要了解一個(gè)性狀是如何性狀的作用（生化或生理）來(lái)成功地改變?cè)撔誀?。這就忽略了植物育種者是選擇科學(xué)和相關(guān)學(xué)科的專(zhuān)家，特別是統(tǒng)計(jì)學(xué)。如果科學(xué)的定義是基于提出和測(cè)試假設(shè)的過(guò)程的一種認(rèn)識(shí)方式，那么植物育種家可能是世界冠軍。每個(gè)產(chǎn)量試驗(yàn)由幾十個(gè)假設(shè)組成，在多種環(huán)境下通過(guò)高度重復(fù)、精心設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。植物育種是一種基于科學(xué)的技術(shù)。

      植物育種的機(jī)械性。方法、工具、時(shí)間框架和栽培品種的類(lèi)型因特定物種的生命周期、生殖生物學(xué)和馴化程度而有很大不同。玉米相對(duì)容易雜交授粉和授精，美國(guó)育種家使用近交/雜交育種方法和復(fù)雜的交配設(shè)計(jì)，而大豆則更難人工授粉，育種家開(kāi)發(fā)純系栽培品種，使用盡量減少機(jī)械雜交的方法。小麥育種是高度機(jī)械化的，而能夠每年得到五代的育種，而榆樹(shù)育種者在整個(gè)職業(yè)生涯中可能得不到這么多。

      雖然生命周期和資源（溫室、冬季苗圃）決定了每年的代數(shù)，但預(yù)定發(fā)布地區(qū)每年的生長(zhǎng)季節(jié)數(shù)決定了可以評(píng)估新栽培品種的速度。傳統(tǒng)上，植物育種者在評(píng)估新產(chǎn)品時(shí)一直很保守，強(qiáng)調(diào)在發(fā)布新的栽培品種之前要進(jìn)行多年和多地的評(píng)估。這種強(qiáng)調(diào)具有良好的商業(yè)意義，因?yàn)閷?duì)風(fēng)險(xiǎn)不利的種植者會(huì)停止購(gòu)買(mǎi)失敗的產(chǎn)品，并避開(kāi)那些銷(xiāo)售過(guò)失敗品牌的公司。大多數(shù)植物育種家認(rèn)為廣泛的測(cè)試是重要的，因?yàn)樵谒麄兘邮艿馁?zèng)地大學(xué)教育中隱含著一種服務(wù)意識(shí)和隨之而來(lái)的保護(hù)種植者的責(zé)任。不幸的是，隨著植物改良投資的增加，測(cè)試過(guò)程有時(shí)會(huì)因?yàn)榧庇趯⑿庐a(chǎn)品推向市場(chǎng)而被縮短。通常情況下，公共育種者沒(méi)有同樣的壓力來(lái)催促新產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。然而，隨著公眾支持的減少，公共育種者將產(chǎn)品推向市場(chǎng)的壓力也隨之增加。

      目標(biāo)。目標(biāo)差異很大。以單一品種為例：玉米。美國(guó)玉米帶的許多玉米育種者的唯一目標(biāo)是可收獲的產(chǎn)量；墨西哥的玉米育種者關(guān)注的是產(chǎn)量和制作玉米餅的質(zhì)量因素。甜玉米育種者需要關(guān)注許多質(zhì)量因素，包括風(fēng)味、質(zhì)地和嫩度，以及果穗和果殼的外觀，甚至是果穗上的絲是否容易脫落。爆米花育種者對(duì)爆米花的體積、嫩度、風(fēng)味和片狀形狀感興趣。玉米青貯育種者致力于研究草料質(zhì)量，并可能以每英畝牛奶的形式衡量產(chǎn)量。私營(yíng)企業(yè)的主要目標(biāo)是為業(yè)主/投資人創(chuàng)造利潤(rùn)。這通常是通過(guò)開(kāi)發(fā)大量出售種子的栽培品種來(lái)實(shí)現(xiàn)的。公共育種者一般不太關(guān)心銷(xiāo)售量，他們可能對(duì)開(kāi)發(fā)實(shí)際減少種子銷(xiāo)售的栽培品種更感興趣，如長(zhǎng)壽的多年生植物或農(nóng)民可以保存種子的栽培品種，如純系和開(kāi)放授粉栽培品種。私營(yíng)企業(yè)將資源投入到少數(shù)主要作物上，這些作物的利潤(rùn)最高。這與監(jiān)管和經(jīng)濟(jì)因素一起，造成了農(nóng)場(chǎng)作物物種多樣性的下降。不太受寵的作物被留給了公共育種者，他們通常負(fù)責(zé)多種作物，而且資源非常有限。許多作物只有一小部分的全職人員負(fù)責(zé)其改良工作（Frey，1996）。需要對(duì)這些不太受歡迎的作物進(jìn)行改良，以增加農(nóng)場(chǎng)的物種多樣性（伴隨著美國(guó)農(nóng)場(chǎng)計(jì)劃的變化）。適應(yīng)性。所有栽培品種必須適應(yīng)該栽培品種的生長(zhǎng)環(huán)境。

      新的栽培品種需要能容忍正常范圍內(nèi)的害蟲(chóng)和氣候條件。這一要求是植物育種入門(mén)課程中最基本原則之一的基礎(chǔ)--在新栽培品種生長(zhǎng)的地區(qū)進(jìn)行培育。最起碼，栽培品種在發(fā)布前應(yīng)在許多環(huán)境中進(jìn)行多年的評(píng)估。

      有時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)上的考慮，育種者試圖在與目標(biāo)地區(qū)不同的環(huán)境中育種和/或縮短測(cè)試時(shí)間，通常會(huì)給農(nóng)民和種子生產(chǎn)商帶來(lái)非常不利的結(jié)果。

      適應(yīng)性的目標(biāo)區(qū)域的大小差別很大。大型雜交玉米公司的目標(biāo)是廣泛適應(yīng)的雜交品種，在一個(gè)成熟區(qū)內(nèi)，可以從內(nèi)布拉斯加種植到特拉華州。墨西哥西部的農(nóng)民育種者可能以一個(gè)山谷中的特定海拔為目標(biāo)。

      廣泛適應(yīng)的栽培品種往往在廣泛的環(huán)境條件下更穩(wěn)定，但可能不適合專(zhuān)門(mén)市場(chǎng)的需求或環(huán)境。目標(biāo)地區(qū)的大小是經(jīng)濟(jì)的一個(gè)功能，包括銷(xiāo)售和成本。大公司更喜歡廣泛的適應(yīng)性，以獲得庫(kù)存管理、營(yíng)銷(xiāo)和種子生產(chǎn)方面的效率。但為廣泛的適應(yīng)性而育種需要對(duì)育種項(xiàng)目進(jìn)行更大的投資。小型種子公司和農(nóng)民育種者可以開(kāi)發(fā)出非常適合當(dāng)?shù)貤l件的栽培品種，但市場(chǎng)的規(guī)模甚至可能無(wú)法支持小型育種項(xiàng)目。公共植物育種項(xiàng)目往往更注重當(dāng)?shù)鼗騾^(qū)域的適應(yīng)性以及當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)和生產(chǎn)系統(tǒng)。隨著種業(yè)的不斷整合，公司放棄了市場(chǎng)和地區(qū)，服務(wù)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的需求和機(jī)會(huì)也隨之增加。但與此同時(shí)，公共育種者的數(shù)量也在減少，種子生產(chǎn)和分配的基礎(chǔ)設(shè)施也在喪失。

      植物育種者是做什么的？

      植物育種者開(kāi)發(fā)和實(shí)施一個(gè)旨在生產(chǎn)改良作物栽培品種的計(jì)劃。根據(jù)育種師工作的組織，育種師可能負(fù)責(zé)管理研究站，籌集資金，甚至銷(xiāo)售種子。我將集中討論育種員工作的植物育種方面。

      植物育種員a）選擇種質(zhì)，構(gòu)成育種計(jì)劃的基礎(chǔ)；b）計(jì)劃雜交，創(chuàng)造遺傳變異；c）操縱植物繁殖系統(tǒng)；d）開(kāi)發(fā)和應(yīng)用選擇協(xié)議；e）計(jì)劃和實(shí)施栽培品種測(cè)試計(jì)劃；f）收集和分析數(shù)據(jù)；g）決定哪些栽培品種應(yīng)該被推廣。所有這些職能對(duì)一個(gè)成功的植物育種計(jì)劃都很重要，但有些職能可以由任何新手迅速掌握，而其他職能，包括對(duì)親本種質(zhì)的決定、選擇協(xié)議和種質(zhì)評(píng)估，則需要多年的經(jīng)驗(yàn)。正是這種經(jīng)驗(yàn)常常被稱(chēng)為育種者的藝術(shù)，普遍依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)和藝術(shù)而不是遺傳學(xué)，Duvick（1996）。但它是技能意義上的藝術(shù)。當(dāng)知識(shí)變成潛意識(shí)的時(shí)候，經(jīng)驗(yàn)就變成了藝術(shù)（技能）。有經(jīng)驗(yàn)的植物育種家已經(jīng)觀察了成百上千的種質(zhì)資源和雜交，并對(duì)某些種質(zhì)資源在特定環(huán)境和雜交中的表現(xiàn)有了了解。有經(jīng)驗(yàn)的育種家見(jiàn)過(guò)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的表型，并形成了一套選擇標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)成為潛意識(shí)。有經(jīng)驗(yàn)的育種家會(huì)根據(jù)對(duì)一株植物、一個(gè)小區(qū)、甚至整個(gè)試驗(yàn)的快速觀察來(lái)做出決定。當(dāng)被問(wèn)及這種決策使用的是什么標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，育種者可能需要一些時(shí)間才能完全說(shuō)清楚關(guān)鍵性狀，但這些性狀已經(jīng)成為基于反復(fù)經(jīng)驗(yàn)的關(guān)鍵。達(dá)爾文（1859年）總結(jié)道："一千個(gè)人中沒(méi)有一個(gè)人有準(zhǔn)確的眼光或判斷力來(lái)成為一個(gè)杰出的育種者。如果他具有這些素質(zhì)，并且多年來(lái)研究他的課題，以不屈不撓的毅力終生致力于此，他就會(huì)成功，并可能做出巨大的改進(jìn)。

      這并不是說(shuō)，植物育種是不科學(xué)的。我確實(shí)認(rèn)為，成功的育種者在田間與他們的作物相處多年，他們對(duì)生物體有一種感覺(jué)，正如人們對(duì)玉米遺傳學(xué)家Barbara McClintock的評(píng)價(jià)（Keller，1983）。

      教育植物育種者是作為生物科學(xué)家接受教育的。在過(guò)去，大多數(shù)植物育種家都在贈(zèng)地農(nóng)業(yè)學(xué)院接受本科教育，接受作物和土壤科學(xué)、昆蟲(chóng)學(xué)、植物病理學(xué)、遺傳學(xué)、化學(xué)、植物學(xué)和一些農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)的培訓(xùn)。在研究生院，他們將學(xué)習(xí)植物育種學(xué)、細(xì)胞遺傳學(xué)、高級(jí)遺傳學(xué)、植物生理學(xué)、定量遺傳學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)。在這些課程中，統(tǒng)計(jì)學(xué)和植物育種對(duì)育種者來(lái)說(shuō)是最直接的用途，其他領(lǐng)域或多或少都很重要，取決于作物和育種目標(biāo)。今天的情況已經(jīng)改變。研究生們從更多的機(jī)構(gòu)進(jìn)入。很少有學(xué)生在本科階段就有扎實(shí)的農(nóng)業(yè)科學(xué)背景，研究生課程中沒(méi)有足夠的空間來(lái)糾正這些不足。此外，分子生物學(xué)和生物化學(xué)課程已經(jīng)成為課程的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)部分。隨著課程的不斷增加，又沒(méi)有額外的時(shí)間，必須有所舍棄，這些可能是傳統(tǒng)的植物育種核心課程，如統(tǒng)計(jì)學(xué)、 ，定量遺傳學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)。研究生選修的課程取決于他們的興趣，他們導(dǎo)師的興趣，以及機(jī)構(gòu)的學(xué)術(shù)實(shí)力，但趨勢(shì)仍然存在。顯然，定量/群體思維的下降對(duì)于一門(mén)基于在多種環(huán)境下操縱遺傳變異群體的基因頻率的學(xué)科來(lái)說(shuō)不是好兆頭。

      植物育種者還會(huì)繼續(xù)存在嗎？

      在任何關(guān)于植物基因組工程對(duì)植物改良的影響的討論中，都會(huì)有人斷言植物育種將繼續(xù)極其重要，沒(méi)有植物育種，基因組工程不可能成功。不幸的是，我不同意。世界將不會(huì)進(jìn)行下去。不要誤解，地球會(huì)因?yàn)槭ブ参镉N者而變得更窮，但它會(huì)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

      為了解釋我的信念，需要對(duì)植物培育者進(jìn)行定義。我可以用達(dá)爾文的描述，但我要更明確。根據(jù)上面的討論，我把植物育種者定義為制定和實(shí)施表型選擇計(jì)劃，并花足夠的時(shí)間與植物相處，以便獲得對(duì)生物體的感覺(jué)。擁有植物育種師頭銜的科學(xué)家可能會(huì)繼續(xù)存在，但除非趨勢(shì)改變，否則符合這一定義的專(zhuān)業(yè)人員將繼續(xù)消失。有許多理由可以相信選育人的消失會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

      1. 這種情況已經(jīng)發(fā)生在處理整個(gè)生物體的其他學(xué)科，生理學(xué)家、解剖學(xué)家、分類(lèi)學(xué)家，以及在較小程度上的病理學(xué)家和農(nóng)學(xué)家。如果這些頭銜仍然存在，那么這些學(xué)科已經(jīng)演變成了本質(zhì)上的新學(xué)科。我并不反對(duì)這一點(diǎn)。這是科學(xué)和文化發(fā)展的方式。但我們不要自欺欺人，認(rèn)為這不會(huì)發(fā)生在植物育種上。這些團(tuán)體中的每一個(gè)都認(rèn)為他們是必要的，最終他們是新的民俗會(huì)發(fā)現(xiàn)他們的知識(shí)是多么重要，并來(lái)尋求建議或?qū)I(yè)知識(shí)。

      錯(cuò)了! 這些團(tuán)體在資金和科學(xué)方面變得邊緣化。今天，如果一個(gè)分子遺傳學(xué)家對(duì)胚胎解剖學(xué)感興趣，他們會(huì)從書(shū)架上拉出Esau（1965），把他們需要知道的東西拼湊起來(lái)。其結(jié)果可能并不總是漂亮或有效的，但就同行評(píng)審而言，他們將是成功的，因?yàn)闆](méi)有一個(gè)評(píng)審員是解剖學(xué)家。

      2. 如上所述，今天接受過(guò)植物育種培訓(xùn)的專(zhuān)業(yè)人員沒(méi)有過(guò)去的選育專(zhuān)家那樣的背景或高級(jí)課程。他們?cè)谵r(nóng)業(yè)科學(xué)、定量思維、整個(gè)植物生物學(xué)和選擇理論方面比較弱。

      3. 主管人員說(shuō)真誠(chéng)地相信需要植物育種員。但監(jiān)督者的背景是什么？他們?nèi)绾味x植物育種者？他們了解選擇的力量和作用嗎？他們知道要怎樣才能獲得對(duì)生物體的感覺(jué)嗎？

      4. 統(tǒng)治的工程學(xué)范式與選擇論范式直接對(duì)立。工程學(xué)認(rèn)為，我們可以找出所有基因的作用，然后將它們以最佳方式組合在一起。選擇論者應(yīng)用選擇，讓自然和生物體創(chuàng)造出一系列的解決方案，其中任何一個(gè)都是有用的，有些是以獨(dú)特和意想不到的方式。植物改良可以而且將會(huì)按照工程范式發(fā)生。在我看來(lái)，這些成果可能沒(méi)有通過(guò)選擇而獲得的那么快，那么有成本效益，那么成功，那么有趣。

      我認(rèn)為，收益可能不如通過(guò)選擇取得的收益迅速、成本效益高、成功或有趣，但收益是可以取得的。植物育種者將作為工程項(xiàng)目的技術(shù)人員存在。

      為什么要用稅收來(lái)支持植物育種？

      為什么植物育種應(yīng)該得到公共部門(mén)的支持？或者說(shuō)，植物育種與其他行業(yè)有什么不同？如果我們?cè)噲D說(shuō)服納稅人他們應(yīng)該支持植物育種，我們需要對(duì)這些問(wèn)題有很好的回答。

      1. 食品安全。植物育種決策決定著世界糧食供應(yīng)的未來(lái)。將世界作物種質(zhì)資源和植物改良的責(zé)任放在少數(shù)公司手中是不好的公共政策。私營(yíng)企業(yè)的首要目標(biāo)是盈利，即使是最有公德心的企業(yè)，這一目標(biāo)也會(huì)與某些公共需求相抵觸。即使我們假設(shè)控制一種作物的一兩家公司完全是利他主義的，由這么少的人做出決定，決定一種作物的未來(lái)，也是極其危險(xiǎn)的。即使是用心良苦的人也會(huì)犯錯(cuò)。我們食品供應(yīng)的未來(lái)需要遺傳多樣性，但也要求決策者（植物育種者）的多樣性。

      2.可持續(xù)性。多層次的多樣性能使農(nóng)業(yè)更具有可持續(xù)性。需要遺傳多樣性、作物多樣性、種植系統(tǒng)多樣性、耕作系統(tǒng)多樣性、社區(qū)多樣性和知識(shí)多樣性。20世紀(jì)末經(jīng)濟(jì)學(xué)中的合并-收購(gòu)模式一直延續(xù)至今。這種活動(dòng)的理由包括規(guī)模效益，而規(guī)模效益的定義是反對(duì)多樣性。隨著種業(yè)并購(gòu)的發(fā)生，大片的地理區(qū)域被放棄了。這些地區(qū)的農(nóng)民只能使用舊的栽培品種或在其他地方開(kāi)發(fā)的、恰好適合他們需求的品種。這對(duì)這些農(nóng)場(chǎng)的未來(lái)產(chǎn)生了負(fù)面影響，從而減少了社區(qū)層面的多樣性。眾多的公共育種者在不同的生態(tài)系統(tǒng)中工作，有不同的作物，需要在各個(gè)層面上增加多樣性。

      3. 連續(xù)性。成功的植物育種項(xiàng)目需要在選擇方案和植物育種者方面有長(zhǎng)期的連續(xù)性。植物育種與其他類(lèi)型的研究不同。成功的植物育種計(jì)劃不能根據(jù)三年的資助周期來(lái)啟動(dòng)和停止。植物育種需要選擇和重組的周期。每一代都會(huì)取得漸進(jìn)式的進(jìn)展。植物育種者最重要的職責(zé)之一是決定用什么種質(zhì)來(lái)作為新雜交的親本。做出這些決定的知識(shí)是基于多年來(lái)對(duì)以前雜交的后代的表現(xiàn)的觀察。

      4. 獨(dú)立性。理想情況下，公共植物育種者對(duì)其育種計(jì)劃的結(jié)果沒(méi)有經(jīng)濟(jì)利益。因此，決策應(yīng)以公眾利益為重。公共育種者應(yīng)該能夠?qū)Ｗ⒂谀切┎灰欢軒?lái)高種子銷(xiāo)售量的解決方案，如長(zhǎng)壽的多年生植物和純系及開(kāi)放授粉的栽培品種，或獨(dú)特的原創(chuàng)理念，如超甜玉米和afila豌豆。

      5. 公共服務(wù)。實(shí)際開(kāi)發(fā)適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的栽培品種的植物育種家將更熟悉當(dāng)?shù)剞r(nóng)民和消費(fèi)者的需求和挑戰(zhàn)。學(xué)術(shù)界的植物育種家（不開(kāi)發(fā)栽培品種）可以獨(dú)立于當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)運(yùn)作，只對(duì)資助者和稿件審查者作出反應(yīng)。

      6. 教育。具有完整植物育種課程的大學(xué)的實(shí)際栽培品種開(kāi)發(fā)項(xiàng)目為培訓(xùn)下一代植物育種者提供了最佳機(jī)會(huì)。如果下一代是由選擇者組成，那么我們需要重新強(qiáng)調(diào)群體/定量思維的作用，作為植物育種者教育的基礎(chǔ)。

      總結(jié)

      植物育種是一種利用選擇的創(chuàng)造性力量的技術(shù)。它是強(qiáng)大的、精確的和可預(yù)測(cè)的。選擇和基因重組創(chuàng)造出新的生物體。植物育種者必須關(guān)注新栽培品種的適應(yīng)性；然而，適應(yīng)性的領(lǐng)域是一個(gè)經(jīng)濟(jì)決定。就像許多職業(yè)一樣，植物育種者需要多年的經(jīng)驗(yàn)來(lái)發(fā)展必要的技能（藝術(shù)或眼睛），才能發(fā)揮最大的作用。雖然植物育種（選擇）是一項(xiàng)有用和有效的技術(shù)，但這一學(xué)科的持續(xù)發(fā)展并沒(méi)有保證。作物改良的范式已經(jīng)從選擇轉(zhuǎn)向工程。目前還不清楚選擇是否能在這種新模式的競(jìng)爭(zhēng)中生存下來(lái)。即使植物育種作為一種理念得以存在，也不清楚它是否能作為公共部門(mén)的一項(xiàng)職能而存在，盡管有明顯的公共利益。如果植物育種要生存下去，就必須向利益相關(guān)者展示這些好處，包括基于決策者、作物和耕作制度多樣性的糧食安全。植物育種是人類(lèi)最成功和最良性的技術(shù)之一，但它的未來(lái)取決于社會(huì)是否選擇繼續(xù)支持它。

      （source：http://agro.unc.edu.ar/）

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