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張世煌
近年來,黃淮海地區現有玉米品種的遺傳單一化越來越嚴重,創新的道路越走越狹窄,癥結在於缺乏新種質。機械作業特別是機械收穫,將逼迫中國企業調整育種方向,矮稈、早熟、耐密植和增強抗逆性將成為主流方向,而這一切都要落實到種質改良和創新上。
我國玉米育種方向、目標和技術路線經歷了20年的徬徨與徘徊,忽視了種質的改良與創新。在這一背景下,縮短玉米品種的生育期,提高籽粒灌漿與脫水速度,提高耐密植、抗倒伏和適應機械收穫的重要途徑是研究和使用美國商業種質,但現在的主要困難是美國種質在中國抗病性較差。抗病性這類與逆境有關的性狀比較容易改良,而涉及到生産效率的重要農藝性狀卻非常難以改良。所以,我們利用歐美商業種質算是一條捷徑。在黃淮海地區,即使有再大的困難,也要改良和使用美國商業種質。
美國種質所適應的生態特點類似黑龍江、吉林和遼寧,種子在低溫下萌發,苗期在低溫環境下生長,根係比較發達,而同樣的基因型在黃淮海夏播條件下,由於土壤溫度高,玉米根係活性喪失得比較快,根係發育相對較弱,容易發生倒伏。此外,前期高溫和中期陰雨寡照也都使美國種質不適應,導致結實障礙和抗病性較差。這些都是黃淮海夏播區利用美國種質的難處,也正因為如此,黃淮海夏播玉米育種不能像東北那樣“全盤西化”,而只能以我為核心,把黃淮海本地種質與美國種質結合,淘汰根係生長緩慢、易老化和發育不良的基因型,選育在高溫條件下根係生長較快、活性保持較長久的自交係和耐陰雨寡照的基因型。中國企業要意識到黃淮海生態條件的特殊性,同時充分理解使用美國商業種質改良本地種質的必要性並克服各種障礙。
跨國企業在中國的技術流是從高端流向低處,但在黃淮海地區遇到挑戰。跨國企業還沒有充分意識到自己所面臨的挑戰,尚未制定出合理的技術路線。雖然黃淮海特殊的生態條件阻擋了跨國公司的進軍步伐,但我們要看到人家的育種技術路線在理論和實踐上都比我們強,因此我們要更積極地調整育種方向,改良和創新種質基礎,像跨國公司那樣選取正確的育種技術路線。
國家玉米産業技術體系從美國引進了300余份商業自交係,但這些種質絕大部分存在生態適應性問題,需要深入研究,與中國自交係結合進行改良。比如,黃淮海地區有必要繼續使用熱帶種質,才能克服某些重要病害。
目前,中國玉米育種正處於糾結狀態,一方面通過學習與模倣,選育新品種的能力和水平有了較明顯提高,另一方面也面臨新問題,主要農藝性狀有缺陷,或延長生育期,或倒伏,或密度上不去,或籽粒含水量高,顧此失彼,目前還難以取得重大突破。現在的問題已經不是理論障礙,而是積累實踐經驗和改良種質基礎,即商業育種理論和技術的貫徹落實,國家的玉米育種研發系統要把種質的擴增、改良與創新落到實處。
在這過程中,要深入研究種質。由於理論缺失和雙重利益集團的誤導,這一直是我國玉米育種的薄弱環節。育種者對國內材料還算是熟悉,但對美國自交係的遺傳基礎知之甚少。改變這種局面,首先要蒐集信息,通過自交係的係譜演變了解跨國公司的育種思路和技術路線,併發現利用價值高的少數種質為我所用。
利用美國商業種質,首先要承認兩個雜種優勢群理論的普適性,堅定不移地推行循環育種和抗逆育種策略。如果繼續信奉多群論,那就不要試圖利用美國自交係和其他育種材料了。經驗育種採取流星碰撞式技術路線不是企業的投資方向。
改良美國種質,首先是基於雜種優勢模式的設計育種和循環育種,然後是採取高密度抗逆育種策略,並根據市場目標施加其他選擇壓,從育種群體中淘汰不適應的基因型和提高有利等位基因頻率。
面臨壓力的不僅僅是中國企業,跨國公司也面臨同樣壓力。如果不調整育種方向,就得不到市場。先鋒公司對中國研發能力與國家農業經濟、技術的發展趨勢估計不準確,導致對黃淮海地區的玉米生産形勢判斷失誤。國內外育種者都要認識到,即使美國最先進的種質,到了黃淮海也需要改良,也會遇到難題。
(作者係國家玉米産業技術體系首席科學家)