玉米育種看似面朝黃土背朝天，但吸引了一群立志獻身于此的科研人員潛心研究，展開了一段曠日持久的育種征途，從落后于發(fā)達國家，到追趕甚至超越，一代又一代人的接續(xù)奮斗讓我國玉米種質(zhì)發(fā)生著深刻的變革。

      20多年前，剛剛大學畢業(yè)的王元東也加入玉米育種的科研大軍中。如今，已經(jīng)成為北京市農(nóng)林科學院玉米研究所副所長的他正帶領團隊不斷續(xù)寫著中國玉米種質(zhì)改良的新篇章。

      潛精研思 與玉米結(jié)緣

      “從農(nóng)村出來，學了農(nóng)業(yè)，又回到農(nóng)村。” 說起自己與玉米的結(jié)緣，王元東感慨。從小跟著父親種地的他，大學時考取了中國農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學專業(yè)。大學期間，王元東逐漸認識到了玉米育種的重要性，大三的科研訓練讓他充分體會到國外優(yōu)良種質(zhì)對玉米生產(chǎn)的巨大影響。本科實習期間，跟隨陳紹江教授，他初步了解了部分國內(nèi)種質(zhì)材料，做一名“ 育種人”的想法逐漸在他心里扎下了根。

      1997年，王元東從中國農(nóng)業(yè)大學畢業(yè)后進入北京市農(nóng)林科學院工作，加入著名玉米專家趙久然教授剛剛組建的玉米研究中心（ 現(xiàn)更名為玉米研究所）。當時的他為了記住上千份自交系資料，采取了背英語單詞的方式來記憶。如首先把黃早四衍生系集中在一起，相同性狀比如花絲顏色、花藥形態(tài)、株型、葉色等當作詞根，具體到某一黃改系特殊性狀時就比作詞綴，這樣十幾個黃改系只記詞綴就可以了，記憶效率高而且準確。

      于是，王元東試著將1145這類種質(zhì)和其他種質(zhì)相比較，發(fā)現(xiàn)這類種質(zhì)共性性狀與其他種質(zhì)有明顯區(qū)別，比如株型半緊湊、花藥穎殼紫色、葉色持綠性好、根系發(fā)達、籽粒硬粒橙黃色。然后他將這些發(fā)現(xiàn)匯報給領導，并結(jié)合分子技術，利用RAPD分子標記進行聚類分析，結(jié)果表明這類種質(zhì)遺傳距離相近且與其他雜種優(yōu)勢群距離較遠，因此可將這類種質(zhì)歸為一個類群，定名為P群。有了這個突破，王元東更加全身心地投入玉米育種的漫長征途中。

      不斷優(yōu)化  增加種子“含金量”

      2003年，正在攻讀碩士研究生的王元東進一步研究學習雜優(yōu)類群的理論，也是這一年，王元東研究工作出現(xiàn)轉(zhuǎn)機，美國先鋒公司開始在中國參試品種，這些品種表現(xiàn)十分突出，在東北中熟區(qū)試種比農(nóng)大108增產(chǎn)近20%，在黃淮海比鄭單958增產(chǎn)10%以上，而且都是純正的美國種質(zhì)，這對國內(nèi)嘗試研究利用美國種質(zhì)進行育種是一個大好的機會。

      王元東很快認定這是一類新的種質(zhì)，經(jīng)討論決定以X1132x雜交種為主進行選系，采取高密度、大群體、變換地、強脅迫和嚴選擇等方法，確保能鑒選到符合育種目標的優(yōu)異單株。為了保留更多有利基因，他連續(xù)3年在不同地區(qū)包括北京、吉林、甘肅、河南等地進行循環(huán)選系。

      經(jīng)過和黃改系初步測配，王元東發(fā)現(xiàn)這批種質(zhì)配合力很高，于是繼續(xù)在北方自交純合穩(wěn)定，并從中鑒定出1300個穗行在海南進行廣泛組配。

      這次組配共篩選出京科968、京科665、京科921、MC4592等多個中晚熟品種，均在生產(chǎn)上獲得了大面積推廣；之后進一步與黃改群早熟自交系京2416組配選育出京農(nóng)科728、MC220、京科528、京單38等早熟品種，也獲得大面積推廣應用。至此利用X1132x雜交種選育出京724、京725、京464、京4055、京MC01、京D9H等多個骨干自交系，形成了X系種質(zhì)。

      2007年，玉米研究中心成立10周年之際，在趙久然老師的總體規(guī)劃和指導下，王元東交出了一份優(yōu)異的答卷。

▲培育優(yōu)良的玉米品種， 不光要下地干活， 還要通過尖端設備提高效率

      經(jīng)過8年埋頭苦干，玉米研究所選育出具有完全自主知識產(chǎn)權的X群系列優(yōu)良自交系10多個，組配選育了 “ 京科968” 等優(yōu)良玉米雜交種10多個。“京科968” 以“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗、廣適、易制種”的特性，深受歡迎，自2011年通過審定至今已推廣超億畝。

      近些年，玉米機械化種植生產(chǎn)是大勢所趨。要想實現(xiàn)機械直接收獲籽粒，就要有早熟、不倒、耐密和籽粒脫水速度快的玉米種子。王元東介紹，玉米要早熟，在收獲前有足夠時間脫水，脫粒就方便；玉米抗倒性要好，才經(jīng)得起大風；種植密度要高一些，產(chǎn)量才更有保障。

      基于這些需求，王元東帶領團隊利用微效基因富集技術改良創(chuàng)新地方種質(zhì)黃改系，與先進X群種質(zhì)雜交組配，培育出了適合籽粒直收的玉米新品種 —— 京農(nóng)科728，該品種實現(xiàn)了在高溫熱害嚴重發(fā)生條件下，夏播機收籽粒畝產(chǎn)800公斤以上的目標。“沒有對X群種質(zhì)資源的深入研究，沒有一輪又一輪的育種經(jīng)驗積累，我們就培育不出京農(nóng)科728和后續(xù)優(yōu)良品種。”王元東說。

      “想培育出好種子，腳步就不能停下來。”

      王元東認為，玉米育種工作要持之以恒，選育出的良種需要不斷滿足生產(chǎn)環(huán)境和需求的變化。因此王元東繼續(xù)在X群種質(zhì)上發(fā)力探索，組配出 MC121、京科999、現(xiàn)代959、荃科789、京科265等品種，這些品種株型更加緊湊、更加耐密抗倒。其中MC121和京科999兩個品種分別入選 2023年國家農(nóng)作物優(yōu)良品種推廣目錄成長型品種和苗頭型品種，在 2023年9月份河南鶴壁開展的示范推廣觀摩活動中，這兩個品種在每畝 5300株密度條件下，果穗均勻、結(jié)實性好，綜合抗性突出、群體產(chǎn)量有優(yōu)勢，得到了觀摩人員的一致認可。

      “如何拓寬X系種質(zhì)遺傳基礎是下一個階段的主要工作。”王元東介紹，預計到2025年推出第三代X系。“ 將自主選育的X系，隱入國內(nèi)其他優(yōu)良X系，混合組建新X系群體，進行群體改良提升。”未來，王元東和團隊將在玉米抗病蟲、耐旱耐瘠、宜機收等性狀上繼續(xù)創(chuàng)新。

      “培育出一個新種質(zhì)，要一代代人傳幫帶研究下去，使之不斷優(yōu)化。”王元東說，要想立足科研育種一線，團隊就要有拼勁兒，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展才會有未來。“如果年輕人想投身于農(nóng)業(yè)研究領域，在熱愛這個行業(yè)的基礎上，還需要具備吃苦耐勞和智慧育種的能力。”談到對有志于投身農(nóng)業(yè)科學研究領域的青年人的建議時，王元東說道。

      如今，我國的農(nóng)民已經(jīng)享受到農(nóng)業(yè)機械化的便利，而作為科研人，王元東和同事仍要俯身在烈日下的玉米地里，一株一株去套袋、授粉，觀察每一株玉米的長勢，記錄、分析，周而復始，幾十年從未間斷過。

      但王元東覺得這點辛勞不值一提，“我們育種人都是這樣過來的，只要農(nóng)民過上好日子，我們不覺得苦，心里都是甜。”王元東說，目前玉米研究所的育種技術與世界先進水平的差距進一步縮小。未來，希望繼續(xù)將玉米研究所的科研優(yōu)勢與種子企業(yè)的市場推廣優(yōu)勢結(jié)合起來，把更優(yōu)質(zhì)的玉米種子送到更多老百姓手中。

▲王元東在溫室內(nèi)查看樣品生長情況