流程化育種，從經(jīng)驗到精準(zhǔn)

孫書庫

近年來，我國種業(yè)正在發(fā)生深刻的變化，但目前我國的育種水平與國際著名種子公司相比，除了在個別作物上具有相對優(yōu)勢外，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、信息平臺和科研的分工合作，實現(xiàn)育種活動的流程化。

國外大型種子公司經(jīng)過長期的育種實踐，逐步形成了一套科學(xué)的育種方式，但在國外并沒有流程化育種（商業(yè)化流水線式育種）這種明確的提法，它是我國種業(yè)專家廣泛考察了國外大型種子公司的育種活動，對比國內(nèi)種業(yè)的科研特點后提出的。流程化育種的提出，對學(xué)習(xí)國外先進的育種理念，改進我國主要基于經(jīng)驗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)別的兩個階段，即自交系的選育和雜交種的選育。每一個育種周期有規(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還要進一步測交鑒定，同時材料自交，材料的升級主要根據(jù)測交鑒定的結(jié)果，也參考材料自身的表現(xiàn)。經(jīng)過兩次測交，自交系定名，這種選系程序稱作早代測定，國外自交系選育中應(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。自交系定名后即進入雜交種選育階段，對新選自交系要采用多個骨干系測交，在10個以上的點上進行產(chǎn)比。部分表現(xiàn)好的組合升級，下一年在更多的點上進行產(chǎn)比試驗，少數(shù)優(yōu)異的組合還要做3年左右的更廣泛的試驗才能商業(yè)化。

穩(wěn)定的規(guī)模。一個成熟的核心育種家，要保持一個相對穩(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)模依照材料晉級的比率保持，這樣就形成了一個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，材料的升級應(yīng)根據(jù)多點的試驗數(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，育種家的經(jīng)驗對試驗數(shù)據(jù)的理解和詮釋有很重要的作用。

材料的定向改良。每個育種家都應(yīng)該有針對特定區(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，也是對公司資源的浪費。圍繞育種目標(biāo)組織材料，定向改良，實現(xiàn)逐輪進步。材料的定向改良要遵循雜交優(yōu)勢群的基本概念，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期定向積累。

信息化管理平臺。信息化管理平臺包括數(shù)據(jù)庫及各種管理和分析軟件。數(shù)據(jù)庫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設(shè)計、資源管理、數(shù)據(jù)分析、材料升級等迅速完成，從而大大提高了工作效率。信息化平臺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)驗育種有更高的可靠性。信息化管理平臺使有關(guān)科學(xué)家實現(xiàn)了信息共享，不僅使科研團隊的整體效率得到提高，也保證了公司的科研工作不因個別重要成員的離隊而蒙受大損失。我國育種家要完成這些相應(yīng)的工作通常要花費很多時間，甚至有些工作根本無法完成。我國很多科研人員在訪問國外公司后，深刻感到我國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?？蒲袑嵙Φ奶岣卟皇强蒲腥藛T的簡單相加，分工合作才能有效提高核心競爭力。國外育種家之間的分工常根據(jù)目標(biāo)區(qū)域進行，也可根據(jù)育種階段進行。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。育種家還可以通過信息化管理平臺共享有關(guān)信息，通過田間檢查及研討會交流信息，相互幫助。