我國玉米育種科技創(chuàng)新問題的幾點思考

我國玉米育種科技創(chuàng)新問題的幾點思考中國農(nóng)業(yè)大學(xué)戴景瑞2010年8月一、60年來我國玉米生產(chǎn)取得飛速發(fā)展二、玉米育種水平提高對玉米生產(chǎn)貢獻(xiàn)巨大三、60年來我國玉米育種成功的主要經(jīng)驗四、面臨的挑戰(zhàn)五、我國玉米育種科技存在的問題六、依靠科技創(chuàng)新，發(fā)展我國玉米種業(yè)七、提高我國玉米育種創(chuàng)新能力的舉措玉米育種科技進(jìn)入一個歷史轉(zhuǎn)折的關(guān)頭美國先鋒（杜邦）公司育成的先玉335在中國的推廣面積直線上升。我國育種的優(yōu)勢地位即將被跨國公司所取代。中國的玉米育種科技何去何從？年份推廣面積（萬畝）位次20072292620088164200920002（估計）一、60年來我國玉米生產(chǎn)取得飛速發(fā)展年份單產(chǎn)（公斤）增幅（%）總產(chǎn)（億噸）增幅貢獻(xiàn)率（%）單產(chǎn)面積194964.100.124068.431.62008370.4477.81.65912.36倍人均占有谷物量增加速度的比較（1949-2008）玉米3.89倍水稻0.44倍小麥1.98倍谷物總產(chǎn)中增加額度的比較（1979-2008）谷物1.9659億噸100%玉米1.0588億噸53%水稻23%小麥24%玉米生產(chǎn)保持強(qiáng)勁上升勢頭（2004-2008）年份玉米總產(chǎn)（億噸）占糧食總產(chǎn)比重（%）20041.30327.7520051.39428.7920061.45529.2420071.52330.3620081.65931.38二、玉米育種水平提高對玉米生產(chǎn)貢獻(xiàn)巨大育成了一批組配組合多、應(yīng)用時間長、應(yīng)用面積大的優(yōu)良自交系系名育成雜交種數(shù)目大面積應(yīng)用品種數(shù)（個）到1999年累計推廣面積（億畝）自330101個559.4丹34035個162.7黃早4100個以上458.1347840多個154.08育成一大批優(yōu)良雜交種雜交種名稱推廣面積（億畝）年推廣最大面積（萬畝）特點丹玉6號1.76（1972-1989）中單2號4.97（1977-1999）3433(1989)連續(xù)應(yīng)用20年以上丹玉134.20（1984-1999）5252(1989)種植面積比例17.2%，居全國第一掖單131.924（1991-1999）3397.5(1995)農(nóng)大1080.1317（1998-1999）4099(2002)分布最廣的品種鄭單9585815(2006)年種植面積最大的品種三、60年來我國玉米育種成功的主要經(jīng)驗1、選育單交種是主要的應(yīng)用形式。2、系譜法、回交法、復(fù)合雜交、輪回選擇等傳統(tǒng)雜交方式是主要的育種手段。3、引進(jìn)外國雜交種作為原始材料是育種材料的主要來源。4、選育和改良我國本土化自交系發(fā)揮了重要作用（如E28、丹340、黃早4、昌7-2等）。5、龐大的育種隊伍和廣泛的地理分布以及相應(yīng)的地區(qū)適應(yīng)性的選擇，是成果形成的主要原因。6、抗病性、抗倒性、耐密性的增強(qiáng)是玉米雜交種水平提高的重要原因。7、對雜種優(yōu)勢模式的探索和進(jìn)步是中國玉米育種技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。8、開發(fā)建設(shè)海南育種基地，實施北種南育和南繁加代為提高育種效率做出了巨大貢獻(xiàn)。9、分子標(biāo)記輔助育種、轉(zhuǎn)基因育種和單倍體育種等高新技術(shù)的研究和進(jìn)展為新一輪育種成果的涌現(xiàn)奠定了初步的基礎(chǔ)，十二五期間有望在生產(chǎn)中發(fā)揮作用。10、從中央到地方，各級領(lǐng)導(dǎo)對玉米育種的高度重視、支持和有效的管理是我國玉米育種事業(yè)壯大發(fā)展的根本保證。四、面臨的挑戰(zhàn)1、玉米消費量的增長不可逆轉(zhuǎn)。2、播種面積增長的空間十分有限。3、提高玉米單產(chǎn)的壓力越來越大。4、資源環(huán)境的制約和氣候變化的影響對玉米品種改良的要求越來越高。5、基因資源的國際競爭，跨國公司資本、技術(shù)、運營策略和營銷手段的本土化對我國玉米育種造成巨大的壓力。五、我國玉米育種科技存在的問題1、種質(zhì)資源的改良和創(chuàng)新基礎(chǔ)十分薄弱，育種資源對國外過分依賴。2、缺乏長期穩(wěn)定的有連續(xù)性、繼承性的強(qiáng)大研究團(tuán)隊和科學(xué)的研究計劃與研究實踐，研究工作存在極大的盲目性、碰運氣，成果的出現(xiàn)常常表現(xiàn)為偶然性，大型種子企業(yè)尚未形成有國際競爭力的研究團(tuán)隊。重要自交系的產(chǎn)生背景自交系名稱來源應(yīng)用情況自330美國自交系oh43、可67丹玉6號、中單2號的母本黃早4唐四平頭中的天然雜株獲國家科技進(jìn)步一等獎5003美國雜交種3147農(nóng)大60、沈單7號的母本8112美國雜交種U8掖單2號的母本4785003×8112掖單13號的母本鄭58478中的天然雜株鄭單958的母本重要雜交種產(chǎn)生的背景雜交種母本父本親本來源丹玉6號自330旅28兩個親本來自一個團(tuán)隊（單位）中單2號Mo17自330一個外引，一個內(nèi)引丹玉13Mo17E28一個外引后改良，一個自選掖單13478丹340一個自選，一個內(nèi)引農(nóng)大108178黃C兩個自選鄭單958鄭58昌7-2一個自選，一個內(nèi)引3、規(guī)模小、研究力量分散、低水平重復(fù)、短期行為嚴(yán)重、無序競爭、知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)失控。4、傳統(tǒng)育種技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)，兩者的真正結(jié)合有待時日。5、研究設(shè)施、測試手段相對落后，育種效率低下。6、育種科技創(chuàng)新的主體向企業(yè)的轉(zhuǎn)移滯后，是亟待迅速解決的關(guān)鍵問題。7、育種研究的管理體制和運行機(jī)制以及科研成果的評價體系的某些不足，是上述各方面問題的始因，必須加速改革。六、依靠科技創(chuàng)新，發(fā)展我國玉米種業(yè)先玉335在我國玉米品種年種植面積排行榜中位居前列將持續(xù)若干年，這是我國玉米育種隊伍的恥辱（任何育種家個人都無直接責(zé)任）。必須急起直追、迎難而上，爭取跨越式發(fā)展，為建設(shè)我國強(qiáng)大的玉米種業(yè)做出貢獻(xiàn)。就玉米育種的科技創(chuàng)新而言，以下幾方面應(yīng)引起高度關(guān)注：1、玉米自身的基因組具有十分豐富的遺傳潛力，種內(nèi)基因重組仍然是挖掘潛力、創(chuàng)新優(yōu)良育種材料的主要手段。2、分子育種技術(shù)是挖掘和聚合優(yōu)良基因的高效手段，必須加速與傳統(tǒng)育種技術(shù)緊密結(jié)合。3、轉(zhuǎn)基因育種是利用外源基因改良玉米特定性狀的有效途徑，必須把安全、穩(wěn)定、高效表達(dá)的有利基因轉(zhuǎn)到最好的品種中才能發(fā)揮其特定的功能。建立上、中、下游緊密結(jié)合的機(jī)制是轉(zhuǎn)基因重大專項成功的重要關(guān)鍵。4、探索和建立穩(wěn)定的具有中國特色的雜種優(yōu)勢模式，仍然是亟待著力的研究命題。5、在特定雜種優(yōu)勢模式基礎(chǔ)上構(gòu)建和持續(xù)改良穩(wěn)定的具有豐富遺傳潛力的對應(yīng)的雜種優(yōu)勢群是克服盲目性、短期行為，不斷地、連續(xù)地育成優(yōu)良雜交種的必要條件。6、針對抗病性、抗倒性、耐密植等一切重要目標(biāo)性狀，加大選擇壓力是改良成功的關(guān)鍵措施。概括而言，選定一個特定的雜優(yōu)模式，不斷改良兩個對應(yīng)的優(yōu)勢群體，一年三季的連續(xù)選擇，在四個生態(tài)區(qū)內(nèi)進(jìn)行多點的全面測試，針對五個器官的特定性狀的持續(xù)改良，是一個成熟的育種創(chuàng)新團(tuán)隊要取得成功必須遵循的重要原則。七、提高我國玉米育種創(chuàng)新能力的舉措1、把增強(qiáng)育種創(chuàng)新能力問題提升到國家發(fā)展戰(zhàn)略的高度，全國一盤棋，統(tǒng)一規(guī)劃，全面實施。2、改革現(xiàn)有體制和機(jī)制弊端，明確產(chǎn)、學(xué)、研的分工，加快育種科技創(chuàng)新主體向大型種子企業(yè)轉(zhuǎn)移。在過渡期內(nèi)，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研的緊密合作與聯(lián)合，組建種業(yè)科技創(chuàng)新的戰(zhàn)略合作聯(lián)盟，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，利益共享，風(fēng)險共擔(dān)，探索出一條中國特色的種業(yè)科技發(fā)展道路。3、鼓勵和支持大型國營非農(nóng)企業(yè)兼并或投資種子產(chǎn)業(yè)，融合資金、技術(shù)、市場等資源的優(yōu)勢，迅速使種子企業(yè)強(qiáng)大起來。4、國家投資為主和多元化融資，引進(jìn)和培養(yǎng)科技創(chuàng)新和企業(yè)管理的高端人才。設(shè)立重大和重點科研項目，打造新興戰(zhàn)略型種子產(chǎn)業(yè)。5、把現(xiàn)有的各級種質(zhì)資源研究機(jī)構(gòu)和種子庫從各類科研院所中分離出來，獨