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)貢獻巨大育成了一批組配組合多、應用時間長、應用面積大的優(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用形式。2、系譜法、回交法、復合雜交、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的地區(qū)適應性的選擇，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)勢模式的探索和進步是中國玉米育種技術(shù)進步的重要標志。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。9、分子標記輔助育種、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、繼承性的強大研究團隊和科學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隊。重要自交系的產(chǎn)生背景自交系名稱來源應用情況自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、短期行為嚴重、無序競爭、知識產(chǎn)權(quán)保護失控。4、傳統(tǒng)育種技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)嚴重脫節(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)我國強大的玉米種業(yè)做出貢獻。就玉米育種的科技創(chuàng)新而言，以下幾方面應引起高度關(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)有體制和機制弊端，明確產(chǎn)、學、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)，加強產(chǎn)學研的緊密合作與聯(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，風險共擔，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)強大起來。4、國家投資為主和多元化融資，引進和培養(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)資源研究機構(gòu)和種子庫從各類科研院所中分離出來，獨