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原标题:被逼无奈走猫步,中国玉米杂种优势群压缩

浏览次数:66 时间:2019-09-20

摘要:循环育种是商业育种的根本途径。

摘要:循环育种是商业育种的根本途径。

育种创新太艰难 被逼无奈走猫步

在国家玉米产业技术体系内部流传一张题为“杂种优势群压缩”的示意图。该示意图帮助育种者理解中国玉米育种和种质演变的历史与现状,进一步思考今后应该采取什么样的措施扩大种质群间的遗传距离和提升企业的育种创新能力。

在国家玉米产业技术体系内部流传一张题为“杂种优势群压缩”的示意图。该示意图帮助育种者理解中国玉米育种和种质演变的历史与现状,进一步思考今后应该采取什么样的措施扩大种质群间的遗传距离和提升企业的育种创新能力。

一、育种方向转型基本成功

因利益集团而衍生的无原则派系害了许多育种者和企业。

因利益集团而衍生的无原则派系害了许多育种者和企业。

近几年,国家玉米产业体系推动我国玉米育种理论和技术的改革与创新,取得明显成效。

一直到现在,许多专家、教授和大人物不赞成我的理论和技术路线,一些育种者和企业继续“走猫步”和“狗熊掰棒子”。他们振振有词,总喜欢拿美国与中国说事。我试图用美国的理论、技术和经验改造中国的育种方向、思路和技术路线,他们却拿中国特色拒绝美国。从言谈话语,总能听出三十多年前的时代音调。

一直到现在,许多专家、教授和大人物不赞成我的理论和技术路线,一些育种者和企业继续“走猫步”和“狗熊掰棒子”。他们振振有词,总喜欢拿美国与中国说事。我试图用美国的理论、技术和经验改造中国的育种方向、思路和技术路线,他们却拿中国特色拒绝美国。从言谈话语,总能听出三十多年前的时代音调。

由于育种的理论、方向和技术路线曾经发生十年倒退和随后十年徘徊,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,这在国内玉米界遇到重重阻力。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,一些权威人士很不高兴,外界压力肯定很大,但对国家玉米产业体系的科技人员来说,最大阻力来自我们自己的思想认识。

几十年来,我国玉米种质的杂种优势群在不停地压缩距离,而美国是在不停地膨胀和推开距离。跨国公司没有因为商业育种而压缩欧美种质群之间的遗传距离,而我们在尚未施行商业育种的时候,就已经不断地压缩种质间的距离。这是跨国公司占领中国种业市场的信心之所在。人家清楚地看到了我们的死穴,而国内育种者却看不到自己的问题出在哪里,仍坚持“走猫步”和“狗熊掰棒子”的育种策略。一个国家从总体上不停地压缩种质间的遗传距离,这样的竞争对手是不难击垮的。从这个意义上来说,中国玉米种业没有深层次的技术竞争力,越来越容易被跨国公司整体击垮。表面的繁荣掩盖不住竞争力贫弱的事实。

几十年来,我国玉米种质的杂种优势群在不停地压缩距离,而美国是在不停地膨胀和推开距离。跨国公司没有因为商业育种而压缩欧美种质群之间的遗传距离,而我们在尚未施行商业育种的时候,就已经不断地压缩种质间的距离。这是跨国公司占领中国种业市场的信心之所在。人家清楚地看到了我们的死穴,而国内育种者却看不到自己的问题出在哪里,仍坚持“走猫步”和“狗熊掰棒子”的育种策略。一个国家从总体上不停地压缩种质间的遗传距离,这样的竞争对手是不难击垮的。从这个意义上来说,中国玉米种业没有深层次的技术竞争力,越来越容易被跨国公司整体击垮。表面的繁荣掩盖不住竞争力贫弱的事实。

2002年,我在孙世贤组织的南京会议上正式提出中国玉米育种需要纠正理论和方向失误。到2003年12月的昆明会议上我已经不孤单,发表同类观点的还有柏大鹏和孙世贤。为了推动玉米育种技术改革与创新,我不得不创办《中国玉米博客》,顶着压力,宣传现代玉米育种的理论和实践方向。多年努力取得成效,冲破了学阀学霸的巧妙封锁,用正确理论引导全国玉米育种的方向和技术路线。

企业的核心竞争力不仅仅是增加育种研发投入那么简单。

企业的核心竞争力不仅仅是增加育种研发投入那么简单。

这期间,我阅读了许多参考资料,活跃地参加国内外学术会议,考察企业和研究机构,还深入了解国内各省区玉米育种状况。给我留下印象最深刻的是新疆和黑龙江。2002~2003年我注意到黑龙江省二十多年前从地方种质培育的经济寿命较长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。

即使某些人和企业自诩为“小米加步枪”和人海战术,或者用作坊式育种作挡箭牌,也得按客观规律行事,才能抗得住跨国公司的竞争压力。大方向不对头,即使有成千上万的育种者和投入大量资金,也敌不过跨国公司的商业育种势头。想搞“人民战争”,首先要方向正确。

即使某些人和企业自诩为“小米加步枪”和人海战术,或者用作坊式育种作挡箭牌,也得按客观规律行事,才能抗得住跨国公司的竞争压力。大方向不对头,即使有成千上万的育种者和投入大量资金,也敌不过跨国公司的商业育种势头。想搞“人民战争”,首先要方向正确。

2004年7月我第一次到新疆考察,注意到新疆以前使用的老品种和老自交系与美国差距不大,农民的生产技术也最接近美国。可是后来却学习内地“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任何向内地学习的倾向都是技术倒退!这指的是玉米常规育种。

如果不把内部种质循环起来,任何企业都建不起核心竞争力。

如果不把内部种质循环起来,任何企业都建不起核心竞争力。

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。从2012年我就注意到,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。

美国人把两个杂种优势群内等位基因的频率分别朝着1和0的方向推,而我们总是围绕着0.5震荡。这两种对立的育种策略都可以用杂种优势的数量遗传学原理来解释,后果截然相反。循环育种累积了基因的加性效应,或者充分开发一般配合力效应,“走猫步”的后果,只能利用表面虚强的杂种优势效应来维持产量,在逆境面前不堪一击,必然限制了生产种植密度的提高。农业部种子局必须要从这个理论高度认识当前我国的玉米育种现状。我们还要明白另一个道理,低水平的育种者即使盗窃了高水平的自交系,也很难用起来,甚至不容易发现偷来的自交系到底好在哪里。这是循环育种和非循环育种的重要区别。低水平的育种者即使偷来高水平的自交系也不太好使用。

美国人把两个杂种优势群内等位基因的频率分别朝着1和0的方向推,而我们总是围绕着0.5震荡。这两种对立的育种策略都可以用杂种优势的数量遗传学原理来解释,后果截然相反。循环育种累积了基因的加性效应,或者充分开发一般配合力效应,“走猫步”的后果,只能利用表面虚强的杂种优势效应来维持产量,在逆境面前不堪一击,必然限制了生产种植密度的提高。农业部种子局必须要从这个理论高度认识当前我国的玉米育种现状。我们还要明白另一个道理,低水平的育种者即使盗窃了高水平的自交系,也很难用起来,甚至不容易发现偷来的自交系到底好在哪里。这是循环育种和非循环育种的重要区别。低水平的育种者即使偷来高水平的自交系也不太好使用。

2014年,我考察了很多试验站和育种专家的试验基地,形成强烈印象,育种方向转型已大势所趋,坚持不转型的越来越少。西南和黄淮海两个地区的部分科研机构和企业要加快转型了。

今后怎么办?答案是种子企业要建立封闭的商业育种系统,施行循环育种。

今后怎么办?答案是种子企业要建立封闭的商业育种系统,施行循环育种。

目前育种方向和技术路线转型比较好的育种团队是:黑龙江克山、辽宁铁岭、河北衡水、河南新乡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。

图片 1

图片 2

希望今后能够看到国家玉米产业体系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,并把理论、方向转型落实到种质基础。你们还要带领国内企业加快转型和开展种质改良与创新。

这张图的结论是,必须停止“走猫步”,停止“狗熊掰棒子”,更不要去偷窃,要施行群内的循环育种。不但要施行种质扩增,更要在扩增的基础上施行改良和创新。中国企业只有施行起循环育种策略,才能够提高自己的竞争力,才能不断地创造自己的优良自交系和杂交种,到那时候就用不着再盯着跨国公司的种质,更不用打人家自交系的歪主意。

这张图的结论是,必须停止“走猫步”,停止“狗熊掰棒子”,更不要去偷窃,要施行群内的循环育种。不但要施行种质扩增,更要在扩增的基础上施行改良和创新。中国企业只有施行起循环育种策略,才能够提高自己的竞争力,才能不断地创造自己的优良自交系和杂交种,到那时候就用不着再盯着跨国公司的种质,更不用打人家自交系的歪主意。

即使很努力地从理论上转型和落实到种质改良与创新实践,也需要10年左右时间才能成功转型。从2012年南京会议算起,大多数育种者浪费了至少12年的时间,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。

国家玉米产业技术体系引进和发放美国解密的商业自交系,然后从一般配合力入手,引领全国玉米育种者开展循环育种。第三步宣传和推广特殊配合力的概念,改进育种技术路线和流程。第四步,推广适合商业育种的测试技术,改造现有的品种试验方法和统计技术。这些措施将把育种技术与研发管理结合起来,使研发管理既符合科学原理,又符合商业育种的特点与产业需求。

国家玉米产业技术体系引进和发放美国解密的商业自交系,然后从一般配合力入手,引领全国玉米育种者开展循环育种。第三步宣传和推广特殊配合力的概念,改进育种技术路线和流程。第四步,推广适合商业育种的测试技术,改造现有的品种试验方法和统计技术。这些措施将把育种技术与研发管理结合起来,使研发管理既符合科学原理,又符合商业育种的特点与产业需求。

有人对我说,现在全国80%或90%以上的育种者接受了矮杆早熟耐密植宜机收的育种方向和创新的育种技术路线。但我不信,宁可把困难想得多一些。现在是农业机械化把多数育种者逼上梁山,心里还是不明白。看了金标记对8+1自交系的分析结果,我就明白了,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理解我的观点,更不要说落实到种质创新实践;发给他们美国商业自交系和相关信息不会派上用场,估计是打了水漂。

国家玉米产业技术体系能做的工作是很有限的,我们把理论、技术和种质传授给企业,这只是外部输入;企业要在内部把循环育种、抗逆育种运转起来,就能够提升竞争力。能力和自信心最终来自企业自己的正确努力。

国家玉米产业技术体系能做的工作是很有限的,我们把理论、技术和种质传授给企业,这只是外部输入;企业要在内部把循环育种、抗逆育种运转起来,就能够提升竞争力。能力和自信心最终来自企业自己的正确努力。

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形状分布,即逐渐向SS和NSS两个方向推开。在中国却另一个样子。许多育种者前仆后继,继续大规模“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合型遗传结构,所以多数自交系聚集在中间,只有少部分优良自交系在两端方向,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。

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的结果。这是一种什么感觉?难道创新就那么难吗?

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。那时候采用的方法操作复杂,成本高,效率低,不可能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。金标记、孟山都和国内几家实验室采用低成本、高通量和高效率的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很多来自企业的低水平自交系,结果暴露出中国玉米育种者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,似乎都接受了我的理论、方法和技术路线,但实际上不一定照我说的去实践。他们还是喜欢穿着新鞋“走猫步”。

这表明,各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”!我们不议论别的话题,只说理论和技术路线,这种眼光短浅的选系方法损害的是企业自己。俗话说“花钱砸鸭子脑袋”,一点好处也得不到。看来,8+1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检测,恐怕大多数也都是瞎胡闹。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,就有这爱好,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老自交系就是“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中国玉米自交系,“走猫步”的产物很多,一般配合力很低,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。

育种者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。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现在“走猫步”的产物。

为什么要推动育种技术路线转型?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”。这就是中国玉米育种和种业的宿命。要改变局面,就必须按照两个杂种优势群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,育种效率和技术竞争力因此大大提高。

最近这二十多年来,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化,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。

中美两国的育种方向决然相反,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,越来越没有竞争力。于是,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。中国育种者难以控制手中的种质资源,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。

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,但商业育种程序的主线是循环育种。其他各种方法(包括分子育种、突变育种、DH育种、雄性不育……)都是流水线之外的辅助手段,不可能成为主流。能够整合进流水线的才是有效方法,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”使得中国大多数玉米自交系的一般配合力比美国自交系差得很远。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。

投机取巧的后果就是倒退。理论、方向和技术倒退,必然反映到产品大倒退。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。这已经成了国内玉米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,甚至没有选出新的二环系。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,是商业育种流程的骨干技术。

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