【高端訪談】流程化育種，從經(jīng)驗(yàn)到精準(zhǔn)

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2014-12-25 11:39

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【高端訪談】流程化育種，從經(jīng)驗(yàn)到精準(zhǔn)

2014年12月15日《農(nóng)民日?qǐng)?bào)》第06版前沿專版以《“海歸”精英帶回了什么》為題，細(xì)數(shù)了我國(guó)種業(yè)“海歸”精英投身民族種業(yè)報(bào)效國(guó)家的“最新動(dòng)態(tài)”，解讀了“海歸”精英們關(guān)于如何將國(guó)外先進(jìn)的育種技術(shù)、企業(yè)運(yùn)營(yíng)和市場(chǎng)開拓經(jīng)驗(yàn)注入民族種業(yè)，學(xué)以致用、技以實(shí)用的高端論述。

齊齊哈爾市富爾農(nóng)藝有限公司科研總監(jiān)孫書庫(kù)博士以一篇題為《流程化育種，從經(jīng)驗(yàn)到精準(zhǔn)》的論文，論述了我國(guó)種業(yè)企業(yè)的育種水平與國(guó)際著名種子公司間存在著很大的差距，必須加強(qiáng)育種平臺(tái)、信息平臺(tái)和科研的分工合作，實(shí)現(xiàn)育種活動(dòng)的流程化，以改變我國(guó)民族種業(yè)育種水平落后的局面，全文如下：

流程化育種，從經(jīng)驗(yàn)到精準(zhǔn)

孫書庫(kù)

近年來(lái)，我國(guó)種業(yè)正在發(fā)生深刻的變化，但目前我國(guó)的育種水平與國(guó)際著名種子公司相比，除了在個(gè)別作物上具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)外，在玉米、大豆等方面依然存在很大差距。想要改變這種落后的局面，需要育種平臺(tái)、信息平臺(tái)和科研的分工合作，實(shí)現(xiàn)育種活動(dòng)的流程化。

國(guó)外大型種子公司經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的育種實(shí)踐，逐步形成了一套科學(xué)的育種方式，但在國(guó)外并沒(méi)有流程化育種（商業(yè)化流水線式育種）這種明確的提法，它是我國(guó)種業(yè)專家廣泛考察了國(guó)外大型種子公司的育種活動(dòng)，對(duì)比國(guó)內(nèi)種業(yè)的科研特點(diǎn)后提出的。流程化育種的提出，對(duì)學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的育種理念，改進(jìn)我國(guó)主要基于經(jīng)驗(yàn)的作坊式育種是很有幫助的。標(biāo)準(zhǔn)的程序、穩(wěn)定的規(guī)模、決策數(shù)據(jù)化等都是流程化育種的基本要件。

標(biāo)準(zhǔn)的程序。以玉米為例，玉米育種分為連續(xù)但又有明顯區(qū)別的兩個(gè)階段，即自交系的選育和雜交種的選育。每一個(gè)育種周期有規(guī)定的工作內(nèi)容，以傳統(tǒng)自交系選育為例，第一年育種群體組配在本試驗(yàn)站，異地加代，第二年分離世代在本站，配合力的早代鑒定通常在F3開始，F(xiàn)4還要進(jìn)一步測(cè)交鑒定，同時(shí)材料自交，材料的升級(jí)主要根據(jù)測(cè)交鑒定的結(jié)果，也參考材料自身的表現(xiàn)。經(jīng)過(guò)兩次測(cè)交，自交系定名，這種選系程序稱作早代測(cè)定，國(guó)外自交系選育中應(yīng)用廣泛。自交系定名后還應(yīng)繼續(xù)自交純化，并建立DNA指紋圖譜，各世代的材料要采用相應(yīng)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)做系譜記載。自交系定名后即進(jìn)入雜交種選育階段，對(duì)新選自交系要采用多個(gè)骨干系測(cè)交，在10個(gè)以上的點(diǎn)上進(jìn)行產(chǎn)比。部分表現(xiàn)好的組合升級(jí)，下一年在更多的點(diǎn)上進(jìn)行產(chǎn)比試驗(yàn)，少數(shù)優(yōu)異的組合還要做3年左右的更廣泛的試驗(yàn)才能商業(yè)化。

穩(wěn)定的規(guī)模。一個(gè)成熟的核心育種家，要保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的育種規(guī)模，每年都要組配一批新的育種群體。各世代的規(guī)模依照材料晉級(jí)的比率保持，這樣就形成了一個(gè)流水線式的工作流程。

決策數(shù)據(jù)化。決策數(shù)據(jù)化是提高選擇準(zhǔn)確性的重要保證，材料的升級(jí)應(yīng)根據(jù)多點(diǎn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)決定，不僅根據(jù)表型數(shù)據(jù)，也可能包括基因型數(shù)據(jù)。決策數(shù)據(jù)化并非排除育種經(jīng)驗(yàn)，育種家的經(jīng)驗(yàn)對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的理解和詮釋有很重要的作用。

材料的定向改良。每個(gè)育種家都應(yīng)該有針對(duì)特定區(qū)域的明確的育種目標(biāo)，一味模仿他人很難取得重大成就，也是對(duì)公司資源的浪費(fèi)。圍繞育種目標(biāo)組織材料，定向改良，實(shí)現(xiàn)逐輪進(jìn)步。材料的定向改良要遵循雜交優(yōu)勢(shì)群的基本概念，群間材料的混合要盡量避免，這樣有利于群間遺傳差異的長(zhǎng)期定向積累。

信息化管理平臺(tái)。信息化管理平臺(tái)包括數(shù)據(jù)庫(kù)及各種管理和分析軟件。數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括各種表型數(shù)據(jù)和基因型數(shù)據(jù)。信息化管理可使科研人員立刻獲得所需要的各種信息，還可以方便地獲取配合力、深層遺傳資訊等。各種管理和分析軟件使試驗(yàn)設(shè)計(jì)、資源管理、數(shù)據(jù)分析、材料升級(jí)等迅速完成，從而大大提高了工作效率。信息化平臺(tái)使材料的取舍建立在歷史、遺傳和各種數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)之上，比單純經(jīng)驗(yàn)育種有更高的可靠性。信息化管理平臺(tái)使有關(guān)科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了信息共享，不僅使科研團(tuán)隊(duì)的整體效率得到提高，也保證了公司的科研工作不因個(gè)別重要成員的離隊(duì)而蒙受大損失。我國(guó)育種家要完成這些相應(yīng)的工作通常要花費(fèi)很多時(shí)間，甚至有些工作根本無(wú)法完成。我國(guó)很多科研人員在訪問(wèn)國(guó)外公司后，深刻感到我國(guó)育種信息化方面的差距，信息化管理是我們最難模仿的方面。

科研人員及科研部門之間的分工合作。科研實(shí)力的提高不是科研人員的簡(jiǎn)單相加，分工合作才能有效提高核心競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)外育種家之間的分工常根據(jù)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行，也可根據(jù)育種階段進(jìn)行。育種家的合作首先體現(xiàn)在資源的共享，育種家創(chuàng)造的所有種質(zhì)資源完全屬于公司，公司內(nèi)部任何一個(gè)育種家都可以根據(jù)需要利用出自其他育種家的資源。育種家還可以通過(guò)信息化管理平臺(tái)共享有關(guān)信息，通過(guò)田間檢查及研討會(huì)交流信息，相互幫助。

文章來(lái)源：《農(nóng)民日?qǐng)?bào) 》（ 2014年12月15日06 版）

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