商業(yè)化育種模式、優(yōu)點及其教學策略,農(nóng)藝學論文

商業(yè)化育種模式、優(yōu)點及其教學策略,農(nóng)藝學論文作物育種學是農(nóng)學、植保、園藝及作物育種相關(guān)專業(yè)的核心專業(yè)課程，肩負著引導學生了解作物育種并致力于作物育種事業(yè)的神圣職責［1］。結(jié)合教學目的及教學資料內(nèi)容，當下作物育種學的教學任務主要是圍繞育種目的制定、作物品種類型、品種改進或選育方式方法及生物技術(shù)在作物育種中的應用這幾個方面展開的［1-3］。隨著育種新技術(shù)、新知識、新思想的不斷涌現(xiàn)，作物育種學教學材料先后經(jīng)歷了屢次修訂或再版。商業(yè)化育種是我們國家學者近年提出的一種與我們國家傳統(tǒng)育種形式全然不同的新的育種體系，由于該體系有望大幅提升我們國家種業(yè)企業(yè)的國際競爭力和育種水平，因此備受國家各級的重視［4］。2018年4月10日，出臺(關(guān)于加快推進當代化農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見〕中明確提出開展商業(yè)化育種，之后辦公廳正式印發(fā)了(全國當代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展規(guī)劃〔2020-2020年〕〕，將構(gòu)建以企業(yè)為主體的商業(yè)化育種體系確定為(規(guī)劃〕的一項重點任務［5］。配合該規(guī)劃，科技部、農(nóng)業(yè)部及各級均相繼出臺了詳細政策和措施，以確保盡快構(gòu)建主要農(nóng)作物商業(yè)化育種體系［6］。當前，不少省份或育種企事業(yè)單位已開場施行商業(yè)化育種。然而，由于教學材料修訂的滯后性，當前作物育種學教學材料中沒有商業(yè)化育種內(nèi)容，教學計劃更沒有商業(yè)化育種的教學布置，這在一定程度上加大了人才培養(yǎng)與社會需求間的矛盾性。筆者在作物育種學教學經(jīng)過中，碰到太多位同學詢問有關(guān)商業(yè)化育種的問題，這進一步講明商業(yè)化育種固然提出時間不長，但已引起了國內(nèi)不同層次人員的關(guān)注。鑒于此，作者結(jié)合已發(fā)表的學術(shù)論文、種業(yè)規(guī)劃綱要以及本身的教學實踐，對商業(yè)化育種的來歷、育種形式和特點進行歸納，并提出了相應的教學策略，希望為作物育種學教學材料的再次修訂以及同行在作物育種學教學中及時補充商業(yè)化育種內(nèi)容提供一定幫助。1商業(yè)化育種的來歷在國內(nèi)，我們?？吹侥澄挥N者忽然橫空出世一個大品種，緊跟著大面積推廣，輝煌幾年后，一般沒有后續(xù)品種跟進，然后奇跡又發(fā)生在另一位育種家身上，一個新品種又嶄新登場。盡管針對每個橫空出世的大品種都有一套選育理論，但結(jié)果是，理論缺乏量化指標，缺乏可操作性，導致育種者不能持續(xù)培育出大品種、好品種。然而，當國內(nèi)育種人看到國際跨國種子公司能夠每年都能拿出品種的時候，不禁生出疑問，他們是怎么做到的呢，他們持續(xù)性地出品種且出好品種是怎樣實現(xiàn)的。我們國家各種農(nóng)作物育種專業(yè)人員大約1萬人，遠超過世界任何一個國家的育種隊伍，但是效率和效益實在不高。這與我們國家傳統(tǒng)育種形式也即經(jīng)歷體驗育種形式有關(guān)，育種工作分布于各大科研單位，單位內(nèi)還分有多個育種課題組，課題組之間基本沒有合作、溝通，育種資源分享程度低，育種目的各異，選育思路個性化程度高，配組和選擇經(jīng)過中存在大量重復工作，人力物力消耗損費嚴重，但效率不明顯［7-8］。從跨國種子公司新品種源源不斷推出，我們看到了商業(yè)化育種的高效率。為提高我們國家主要農(nóng)作物育種水平以及種業(yè)企業(yè)的國際競爭力，國內(nèi)研究者提出根據(jù)國際大型跨國種子公司的育種形式開展我們國家主要農(nóng)作物的育種工作，由此產(chǎn)生了商業(yè)化育種的講法。因而，所謂商業(yè)化育種，是相對于我們國家當前存在的以農(nóng)業(yè)科研院所和農(nóng)業(yè)大學為主的課題組育種形式而言的［7～9］。商業(yè)化育種是以市場需求為導向、追求經(jīng)濟利益為目的的育種行為，是商業(yè)化運作的種子公司工作的一部分，在育種工作管理、運營上符合公司特點，不同于我們國家現(xiàn)行的育種形式。2商業(yè)化育種形式中國種子協(xié)會于2018年對孟山都、先鋒和先正達3大跨國公司商業(yè)化育種體系進行了考察，發(fā)現(xiàn)不同公司間的育種構(gòu)造和主要流程固然互相區(qū)別且各有所長，但育種形式基本一樣，一般由育種目的決策、種質(zhì)資源利用、育種技術(shù)研發(fā)、生物信息處理、田間測試評價、生產(chǎn)與市場反應等模塊組成［10］。育種目的決策系統(tǒng)是商業(yè)化育種的中樞，決定產(chǎn)品研發(fā)理念、發(fā)展方向和研發(fā)方式，一般由少數(shù)具備豐富育種理論和經(jīng)歷體驗的高層人士組成。種質(zhì)資源利用系統(tǒng)是商業(yè)化育種的材料基礎，決定育成品種的遺傳背景，該系統(tǒng)負責種質(zhì)材料的精到準確鑒評和分類管理，為育種研發(fā)提供性狀或基因明確的育種中間材料。育種技術(shù)研發(fā)系統(tǒng)是商業(yè)化育種的核心模塊，技術(shù)含量高，通常由常規(guī)育種、分子標記輔助育種、重要基因研發(fā)等技術(shù)部門組成。生物信息處理系統(tǒng)是育種材料的遺傳信息管理平臺，能夠高效分析和處理海量的生物遺傳信息，實現(xiàn)對大量育種中間材料的鑒別、挑選和分類管理。田間測試評價系統(tǒng)是商業(yè)化育種中試產(chǎn)品的評估根據(jù)，負責在多個地點、不同氣候、土壤等生態(tài)環(huán)境下對中試產(chǎn)品的綜合表現(xiàn)進行評價，評估其商業(yè)化推廣價值。生產(chǎn)與市場反應系統(tǒng)是商業(yè)化育種體系的反應調(diào)控機制，負責針對特定區(qū)域和市場需求，對育種目的、技術(shù)道路、研發(fā)產(chǎn)品特性等進行改良優(yōu)化，使其更合適目的區(qū)域生產(chǎn)和市場要求。總的來講，商業(yè)化育種是一個程序明確的多模塊協(xié)作育種形式，不同模塊之間相輔相成、互相影響、互相促進，但任一環(huán)節(jié)均不能獨立完成品種選育，是典型的工廠化流水線式育種。3商業(yè)化育種特點相對于我們國家現(xiàn)行的以課題組制的傳統(tǒng)育種而言，商業(yè)化育種具有下面幾個顯著特點［7-12］。3.1以市場需求為導向商業(yè)化育種的目的是追求利益最大化，因而強調(diào)品種的商業(yè)價值和市場認可度。我們國家現(xiàn)行的以課題組制的育種，大多是以品種審定為目的，而不重視品種的商業(yè)價值，造成了很多品種好看不中用，以及每年審定很多品種，但真正具有市場開發(fā)價值的卻很少［7，9］。從跨國公司育成品種的特點來看，商業(yè)化育種的目的并不單純追求豐產(chǎn)性指標，而更注重強化抗病蟲、抗逆性狀，以提高品種穩(wěn)產(chǎn)性；注重農(nóng)藝措施的改良，如抗除草劑，耐密植，養(yǎng)分高效利用，適應輕簡化機械化操作等，使育種目的更符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和市場需求。另外，商業(yè)化育種還注重品種的推廣區(qū)域和市場定位，針對性和指向性很強。3.2具有豐富的種質(zhì)資源及相關(guān)的信息管理和分享平臺巧婦難為無米之炊，豐富的種質(zhì)資源是培育良種的前提，孟山都、先鋒等大型跨國種子公司大多擁有業(yè)內(nèi)最豐富的種質(zhì)資源［9-11］。在這里基礎上，通太多種技術(shù)和田間測評，了解各種質(zhì)資源的遺傳特征，如載有的特質(zhì)基因、優(yōu)良表型等，并建有完善的信息管理系統(tǒng)和資源分享平臺，供育種者根據(jù)育種目的選擇適宜中間材料進行配組和選育。3.3具備標準化和規(guī)范化的操作流程商業(yè)化育種是以工廠化的組織形式，把各個相關(guān)環(huán)節(jié)的專業(yè)人員串聯(lián)起來〔而不是并聯(lián)〕進行的品種選育，各自分工明確，為流水線式作業(yè)方式，各環(huán)節(jié)均有標準化和規(guī)范化的操作流程，工作人員多數(shù)情況下均是根據(jù)固定流程完成各自承當?shù)墓ぷ魅蝿眨鐚π誀罨蚧蜻M行選擇和測評等［7，9，11］。3.4性狀測試點覆蓋范圍廣、配組規(guī)模大商業(yè)化育種注重對中試品種在多地點、多環(huán)境、多逆境下的測評，以降低品種的推廣風險，因而需要在不同地方建立育種研發(fā)中心或試驗站［9，10］。如孟山都公司在全球不同國家設有180多個試驗站，先鋒公司有120多個，并以這些研發(fā)中心為依托，廣泛布局試驗點，開展大規(guī)模育種材料挑選和品種適應性試驗，所有實驗數(shù)據(jù)均與總部實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)分享，所有試驗站均可利用。另外，優(yōu)良品種往往是數(shù)以萬計的不同基因間的重組后的產(chǎn)物，為實現(xiàn)多個基因的最佳組合，必須開展大規(guī)模配組工作。據(jù)了解，先鋒公司在全球設立育種試驗點1000多個，每年測試育種組合上百萬個。每個雜交組合在商業(yè)化推廣前至少經(jīng)過150多個試驗點和200多個不同地區(qū)農(nóng)民的種植測試評價。3.5注重自動化和科技化手段的使用無論是實驗室操作還是田間作業(yè)，商業(yè)化公司如跨國公司都設計和采用各種當代自動化控制的分析儀器和機械設備，積極、主動地與世界各地的科研機構(gòu)或大學合作，通過最新的科技手段，開展種質(zhì)創(chuàng)新、基因開掘和標記輔助選擇研究，以提高育種效率［7，8，10-12］。4商業(yè)化育種的教學策略4.1注重研討式教學，提高同學的分析理解能力由于教學材料中暫沒有商業(yè)化育種內(nèi)容，其相關(guān)知識均是來自不同專家發(fā)表的學術(shù)論文以及國家有關(guān)商業(yè)化育種的規(guī)劃綱要。因而，在教學經(jīng)過中可提早要求同學上網(wǎng)查詢相關(guān)資料，并在課堂上闡述各自對商業(yè)化育種形式和特點的認識，與同學進行溝通討論，在討論中逐步呈現(xiàn)以上商業(yè)化育種的特點以及育種經(jīng)過中需要的主要環(huán)節(jié)〔即育種形式〕。在教學實踐中，作者發(fā)現(xiàn)通過這種研討式教學，同學的學習主動性強，介入程度高，同時有利于同學更深層次地理解商業(yè)化育種形式和特點，提高同學的分析和理解能力［3，13］。4.2注重跨國公司間的比擬教學，強化同學學農(nóng)愛農(nóng)的思想意識受我們國家現(xiàn)行課題組式育種工作的影響，很多同學仍以為從事育種就是整天泡在田里，面朝黃土背朝天，工作辛苦，收入微薄，工作一輩子始終是地里的農(nóng)民。實際上，在商業(yè)化育種中，強調(diào)的是各個環(huán)節(jié)人員間的流水線式育種，從事田間性狀測定只是商業(yè)化育種程序中的一個環(huán)節(jié)，其他多個環(huán)節(jié)的工作均不在田間。類似孟山都、先鋒等跨國農(nóng)業(yè)公司，華而不實在田間一線工作的人員不到公司人數(shù)的20%。實際上商業(yè)化育種公司與蘋果、三星等電子公司以及波音、空客等飛機制造公司間的運作形式是一樣的，一個產(chǎn)品出來多是多個部門的協(xié)作產(chǎn)物，而不是幾個人的事。在教學經(jīng)過中，能夠適當采用不同跨國公司間的比擬教學，增加生動性的同時便于讓同學理解從事商業(yè)化育種能夠?qū)崿F(xiàn)夢想，能夠成為職業(yè)白領(lǐng)，能夠成為技術(shù)〔品種設計〕總監(jiān)，能夠成為部門經(jīng)理，能夠成為研發(fā)工程師，等等。因而，通過不同跨國公司間的比擬教學，能夠明顯加強同學學農(nóng)愛農(nóng)的思想意識，認識到學農(nóng)大有出路，從事育種遠不是只是泡在田里的農(nóng)民。4.3教學中需要強調(diào)的2個方面有同學曾經(jīng)問我商業(yè)化育種與雜交育種、回交育種等有何區(qū)別？實際上兩者間是不對等的概念，差異宏大。雜交育種、回交育種、分子標記輔助育種等均是育種中的技術(shù)措施，而商業(yè)化育種是一個系統(tǒng)工程，其不僅包括育種，還包括種子生產(chǎn)、銷售及售后服務等眾多環(huán)節(jié)。因而，在教學經(jīng)過中需要向同學強調(diào)商業(yè)化育種與雜交育種、回交育種等育種技術(shù)間的差異，以免產(chǎn)生混淆或誤解。商業(yè)化育種的核心競爭力在于品種創(chuàng)新能力，品種創(chuàng)新能力強弱在于育種中間材料的利用和重要性狀基因的開掘以及綜合運用多種育種技術(shù)〔如常規(guī)育種和分子標記輔助育種技術(shù)等〕能力的高低，而且當下常規(guī)育種技術(shù)仍然是育種的主體技術(shù)［8，10，12］。因而，需要向同學強調(diào)商業(yè)化育種中，不僅需要育種技能人才，更需要開展重要性狀的基礎研究人才，鼓勵同學進一步深造，提高科研能力。5結(jié)束語商業(yè)化育種是我們國家種業(yè)發(fā)展的必然方向，需作為培育農(nóng)業(yè)人才的農(nóng)業(yè)院校，在(作物育種學〕教學經(jīng)過中，講授或傳播好商業(yè)化育種思想及育種形式和特點、意義［12，13］。本文對商業(yè)化育種的教學認識既淺薄又難成體系，希望同行提出更多、更高層次的見解，共同為我們國家商業(yè)化育種進程中輸送優(yōu)異的農(nóng)業(yè)人才。以下為參考文獻［1］張?zhí)煺?作物育種學總論［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.［2］石海春，牛應澤，佘躍輝，等.作物育種學教學內(nèi)容與教學方式改革探尋求索［J］.高等農(nóng)業(yè)教育，2001〔8〕：6