編輯 | 新銳恒豐研究院
翻譯 | 李慧慧老師團隊
下面這篇文章選自“作物雜種優勢”書稿的第 27 章,出自英文原版書中 295-304 頁。
閱讀這篇文章需要耐心。由于大量背景知識的缺乏,不是一下子就能理解和接受。因此,需要靜下心來慢慢讀,浮躁了就讀不懂。
作者生前是美國先鋒公司首席科學家 D.N. Duvick 教授。他是美國兩位玉米院士之一,另一個是大名鼎鼎的 Hallauer教授。Hallauer 教授的貢獻是奠定了玉米育種的數量遺傳學基礎。Duvick 則從育種目標和基本思路方面奠定了先鋒公司在競爭中勝出的技術和方法學基礎,特別是他一生對育種目標的試驗、分析和總結概括。他的這些觀點都濃縮體現在這篇文章的開頭部分,需要仔細體會。這些美國教授們理論聯系實際的風格也從這篇文章里體現得一清二楚我們學習和反思。商業育種必須理論聯系實際,必須解決發展中遇到的各種理論和技術障礙問題。(小編注:上述內容來自中國玉米搜狐博客,略有改動。)
由于雜交種固有的植物品種保護,私營公司被吸引到雜交種業務中來。客戶需要為每個種植季節購買新種子。但雜種優勢的育種、生產和銷售是雜種研究的核心,只有滿足以下標準才能成功:
1)雜交種必須滿足顧客對所有重要性狀的需求,單純的雜交,或者單純的展現雜種優勢,是不夠的。
2)雜交種子的價格必須足夠低,以使客戶能夠從每年對昂貴的雜交種子的經常性投資中獲得可觀的利潤。一個經驗法則是,首次使用雜交種子應該使農民能夠賺取額外的利潤,至少相當于種子額外成本的三倍。
3)雜交種子的價格必須足夠高,使種子公司能夠從其研究、生產和銷售投資中獲得可觀的利潤。一家成功的種子公司需要實現 10% 到 15% 的股本回報率。一家以研究為基礎的種子公司的基本業務支出之一它在研究方面的投資應該相當于銷售收入的 5% 至10%。
討論
為了滿足雜交種子業務成功的三個主要標準,公司必須整合許多變量,例如:
1)作物的授粉系統,
2)授粉系統的操作選擇,
3)去雄的勞動力供應和成本或雜交的其他要求,
4)農民田地里作物的產量,
5)每單位土地面積作物的商業價值,
6)作物的播種率,
7)種子田的種子產量,
8)雜種優勢預期的額外產量,
9)雜種一致性的含義,
10)作物中最重要的改良性狀及其遺傳學,
11)證明新雜種改良的簡易性,
12)近交親本和其他育種材料在公共或私人領域的可用性機構。
下面的例子說明,對于三種不同的作物品種,這12個變量可以通過許多方式進行整合。
雜交玉米
雜交玉米于 20 世紀 20 年代末和 30 年代初引入美國。雜交玉米很受農民的歡迎,在該國主要的玉米種植區,它們迅速取代了自由授粉的玉米品種。第一批玉米雜交種的產量僅比較好的自由授粉品種(OPV)多 15%,但它們對根和莖的倒伏有更好的抗性。美國農民在 20 世紀 30 年代開始使用機械摘玉米機。機械采摘者在收集滯留玉米時效率低下,因此農民通常選擇種植雜交種,因為雜交種滯留較少,因此更適合機械收獲。一些開創性的玉米育種家說,如果第一批雜交品種的高產沒有伴隨著優良的抗倒伏能力,它們可能不會那么容易被接受。與自由授粉品種相比,雜種具有更好的耐旱性,這也有助于銷售下一代雜種;它們是在美國熱帶地區兩個異常嚴重的干旱季節(1934 年和 1936年)引入的。
玉米是一種自然異交的物種。雄花和雌花的完全分離確保了去雄的容易(稱為去雄),植物為雜交釋放出大量的花粉,這是它自然適應異交的副產品。盡管手工去雄相對容易并給出精確的結果,細胞質雄性不育最終被開發出來(始于 20 世紀 50 年代)作為手工去雄的一種選擇。它減少了對昂貴的手工勞動的依賴,并減少了因下雨而中斷工作的問題。盡管一個細胞質系統(德克薩斯細胞質)由于疾病易感性而失敗,但其他系統仍然可用并在使用中。還開發了機械來機械去除流蘇。因此,有三種選擇可用于雜交田地中玉米植株的去雄。每種方法都有其局限性,但種子生產者可以選擇三者的最佳組合。(第四種選擇的幾個變體,涉及基因工程雄性不育,也在開發過程中。)
當雜交玉米引入美國時,與高價值作物如番茄相比,單位土地上玉米作物的商業價值并不是特別高。但農作物的播種率較低(一粒種子換來約 300 粒種子),雜交田的種子產量相對較高(以產生雙雜交)。因此,種子公司可以將價格定得足夠低,以吸引農民,但又足夠高,以讓種子公司獲得舒適的利潤率
產量和可站立性是玉米需要改良的主要性狀。這兩個性狀都易于通過近交-雜交方法進行改良,并且這兩個性狀的改良(尤其是站立能力)可以相對容易地向農民證明。這兩個性狀都是以數量方式遺傳的,并由許多基因控制,但這兩個性狀的遺傳變異性很高,在幾個地方進行的重復產量試驗很容易區分最差的和最好的雜種。為了鑒定產量和穩定性最優良的雜交種,需要在多個地點進行幾年的性能試驗,但一旦組織良好的玉米育種計劃開始運作,這一工作并不繁重。科學方法的最小應用,以及基本的統計設計和分析,確保了關于雜交性能的可靠決策。
一旦 OPV (開放授粉品種,農家種)的第一輪自交完成,育種者在進一步提高雜交產量和站立能力方面就有一些困難。來自第二輪自交的自交系沒有產生改良的雜種。但是育種者很快發現,通過從最好的第一輪近親繁殖中培育新的近親繁殖,可以取得進展。盡管產量和可站立性的確切遺傳還不知道,種者能夠通過反復試驗確定確保令人滿意的育種進展所需的程序和群體大小。
與異質 OPV 相比,雜交品種的一致性使農民能夠區分雜交品種和 OPV 品種,并使他們更容易對這兩個品種進行重要的比較。雜交種的一致性也有助于玉米育種者努力開發具有特定產品質量的品種,或適應獨特的生態位。同質雜種之間的差異比異質雜種之間的差異更明顯。
但是雜交的一致性增加了對不可預見的疾病或昆蟲問題的敏感性。少數雜種的廣泛使用,或基于少數近交系的雜種的廣泛使用,為特別適應的疾病或害蟲的爆炸性繁殖提供了機會。在早期,只有少數幾種雜交品種可供選擇,農民們傾向于把注意力集中在更少的品種上,也就是他們認為最好的品種上。20 世紀 40 年代,美國東部玉米帶爆發了嚴重的玉米葉枯病,主要是因為過度依賴西部玉米帶發展起來的幾個近親,那里的氣候條件不太有利于該病的發展。育種者反應很快。他們用耐受的雜交品種取代了敏感的雜交品種,并啟動了新的育種計劃來培育抗枯萎病的自交系,用于未來的雜交品種。
這種循環:(1)集中于少數雜交品種,(2)害蟲流行,(3)引進新的雜交品種,只是許多雜交品種中的第一個。這些循環繼續在該國的不同地區發生,并伴隨著各種有害生物。沒有一個是災難性的,除了 1970 年涉及 T 細胞質的異常流行。不同種子公司內部和之間的雜交選擇足夠多,農民可以從一個季節轉到下一個季節,如果有必要,而且育種家有足夠的力量在他們的育種池中培育出新的抗性雜交。總的來說,雜交玉米種業在時間上為農民提供了遺傳多樣性。
在美國雜交玉米種子產業發展的關鍵早期,自交系由大學和美國農業部的公共育種機構培育和供應(迪維克,1997)。商業種子公司將近親結合成雜交種,并生產和銷售。有時公共機構生產單雜交種子作為雙雜交的親本。商業種子公司只需要在公共機構推薦的雜交組合中進行最后的雙雜交。一些公共機構繁殖并出售他們培育的母種。這種做法持續了十幾二十年,但逐漸被所有公共機構摒棄。
私營企業也生產自己的自交系,但在早期,它們無法生產足夠的產品來滿足需求。多年來,他們依靠公共育種者培育大部分或所有的近交系。大約在 20 世紀 50 年代,大型種子公司在自交系中變得相對自給自足,盡管他們繼續使用公共自交系,只要他們提供優良的雜種。較小的種子公司依賴于公共近交系,直到大約 20 世紀 70 年代和 80 年代,私人基金會種子公司開始大規模出售自己的私人開發的近交系。所有種子公司都可以利用他們的專有近親,但主要目標是那些自己擁有很少或沒有專有線的小公司。
20 世紀 80 年代,大多數公共機構減少或完全停止了開發商業上有用的自交系的努力,并將其玉米研究項目中的經費投入到玉米遺傳和育種技術的研究中。少數公共項目仍在開發和發布用于商業雜交的新自交系,但大多數公共種質現在都是基本育種材料和遺傳資源,而不是完成的自交系。
因此,記錄顯示,美國的雜交玉米作為公私合營企業成功商業化,多年來,公共和私營實體的角色經歷了不斷的演變。公共育種者的貢獻在初創時期是絕對必要的,但隨著種業的成熟,種子公司逐漸承擔起所有研發職能的責任,但除了遺傳學和育種方面的長期基礎研究外。
更改仍在繼續,植物知識產權的使用刺激了美國農業部和當地大學等公共事業單位鼓勵其研究人員為其發明產品或工藝申請專利或獲得植物品種保護。在大學里,受保護材料和特別的工藝通常由研究者和母機構共同承擔。因此,在過去的 70 年里,美國的公共玉米研究已經從部分商業化轉向非商業化,然后又回到部分商業化的過程。
雜交玉米在引入美國后不久就被引入加拿大,并以與美國大致相同的速度和強度被采用。第二次世界大戰后,雜交玉米于 20 世紀 50 年代成功引入歐洲。雜種的使用始于南方國家,那些最能利用美國玉米帶種質的國家。隨著適應歐洲北部地區的需求和種植習慣,新的近親繁殖和雜交品種不斷發展,雜交品種逐漸北移。玉米補貼價格刺激農民對高產雜交玉米種子進行年度投資,一旦適應的雜交品種出現,公共育種在歐洲建立玉米雜交種的過程中發揮了重要作用,但與美國一樣,私人種子公司在育種以及種子生產和銷售中逐漸占據主導地位。
大約在 20 世紀 60 年代,雜交玉米在熱帶和亞熱帶地區(主要是發展中國家)被有限地引進。除了少數例外,大多數發展中國家在使用雜交種方面進展緩慢。然而,在過去十年中,人們對雜交玉米的興趣和種植有所增加,這可能是由于許多發展中國家快速城市化的人口對生產肉和蛋的飼料谷物的市場需求增加。許多發展中國家的第二個變化是鼓勵發展私營種業,這與以前強調發展公共種業形成對比,公共種業有時被稱為半國營企業。
津巴布韋是早期發展中國家采用雜交玉米進展緩慢的一個突出的例外。雜交玉米是在 20世紀 40 年代末引進的,其種植面積迅速擴大,在大約 25 年的時間里達到了接近 100%的種植率。單交種是成功的,半自給的小農和大規模商業農民采用了雜交玉米。雜交的成功部分歸因于這樣一個事實,即雜交是為了適應旱地農業的新生態位而特意培育的;它們開花早,耐旱,這些特性在現有的自由授粉品種中沒有發現。
在建立和發展雜交玉米種子產業的每一個例子中,成功都取決于農民對雜交玉米的強烈需求。農民對玉米的需求是基于一個強大的、合理可靠的玉米商業市場,以及農民自己提供額外投入的財政和技術能力,以使雜交種達到其產量潛力。農民從私營種子公司購買雜交玉米種子,因為這些公司有能力按時、按需要的數量和可承受的價格交付高質量的產品。此外,在這些例子中,國營企業在研究和開發方面處于領先地位,但隨著時間的推移,私營部門除了履行其最初的生產、銷售和交付雜交種子的職能之外,還接管了研究和開發的大部分應用方面。
無融合生殖玉米雜交種
研究人員提出了一種明顯不同的利用雜種優勢和雜種優勢的方法,他們建議利用無融合生殖來產生自我繁殖的玉米雜種。買不起雜交玉米種子的農民可以種植無融合生殖的雜交種,并將他們的生產部分糧食作為再植種子保存起來。這些農民通常可能是發展中國家貧窮的半自給自足的小農。已經提出了兩個平行的系統來制造無融合生殖的植物雜種。每個都有潛在的優點和缺點;它們都還沒有準備好使用。
簡單地開發用于無融合生殖雜種生產的遺傳系統并不是任務的終點。隨著小農戶用同質無融合生殖的雜交品種取代異質的 OPV,他們將面臨遺傳一致性的潛在危險。對于貧窮的小農戶來說,常見的遺傳基礎狹窄、病蟲害流行和雜交替代的循環很容易形成,就像世界其他地方的農民采用傳統的玉米雜交一樣。玉米育種者需要確保使用無融合生殖玉米雜交種的貧困小農能夠及時獲得遺傳多樣性和現有遺傳多樣性,就像他們在世界溫帶地區成功地為采用傳統玉米雜交種的商業農民所做的那樣。
另外,應該注意到一些重要的區別。熱帶地區的病蟲害壓力比溫帶地區大,雜交后代的壽命可能更短,可能更頻繁地需要替換。(這將是傳統雜交和無融合生殖雜交的問題)。最貧窮的小農嚴重依賴其作物品種內部和之間的遺傳多樣性,以抵御疾病和昆蟲、不利天氣或土壤類型變化等問題。與大規模商業化種植玉米的農民不同,他們不能購買化學或機械設備來控制昆蟲和疾病,或糾正營養失衡。因此,玉米育種者必須做好準備,為種植無融合生殖雜交種的小農提供所需的遺傳多樣性。他們可以通過通過以頻繁的間隔(時間上的多樣性)產生替換的無融合生殖雜種來做到這一點,他們可以為每個適應區釋放大量遺傳上不同的無融合生殖雜種,并鼓勵農民種植所有的無融合生殖雜種(就地多樣性),而不是集中種植一兩個最喜歡的。
或者不是專業的玉米育種者農民自己,可能會負責及時提供必要數量和種類的遺傳多樣性,就像他們幾千年來對自己的農民品種所做的那樣。遺傳異質性無融合生殖雜種群體,或異質性兼性無融合生殖群體,可提供給小農;他們可以選擇想要的無融合生殖的雜種,并在他們認為最好的混合物中培育它們。但專業育種者仍將承擔最終責任,以所需的數量、適當的間隔、適當的抗蟲性和環境適應性向小農戶提供基礎種群。解釋和使用說明可能應該伴隨著發布,并且需要一個可靠的系統來交付它們。因此,即使他們選擇并保存自己的雜交種子,小農也不會自給自足,他們將依賴專業人員。人們不需要假設只有貧窮的小農戶會從保存無融合生殖玉米雜交種的種子中獲得潛在的省錢。商業化的玉米種植者也可能希望通過種植公開的無融合生殖雜交種和重新種植他們自己的種子來省錢。他們是否這樣做將主要取決于無融合生殖的雜種是否與標準雜種有競爭力。例如,在美國玉米帶,產量減少約5%,那么將不會購買雜交種子。
第二個因素,收入考慮可能會影響更專業的商業化農民,因為他們會考慮是否種植無融合生殖的玉米雜交種。玉米種子收獲和整理是一項高度技術性的操作,需要用特殊設備收獲、干燥、脫殼、上漿、用殺蟲劑和殺真菌劑處理、包裝和貼標簽。如果處理不當,會嚴重損害具有良好遺傳潛力的雜交種的生產能力。一些商業生產商可能更愿意將這一專業而重要的業務留給種子公司。但不太專業的種植者可能會認為,為種植保存和準備種子是值得的。
種子公司有朝一日可能會生產和銷售無融合生殖的玉米雜交種。一個容易操作的無融合生殖系統可能會增加開發新雜交種的機會。這種方法可以繞過多代自交進行近交發育,并且可以消除大規模和昂貴的異花授粉來產生雜交種子的需要。知識產權將被用來確保公司以及農民能夠從公司自籌資金的研發成果中獲益。當然,這樣的結果不會為太窮而買不到種子的農民提供產品;它主要服務于商業玉米種植者。公共育種計劃將繼續承擔向貧困的小農戶提供無融合生殖雜交品種和育種材料的主要責任。人們可以預期,一旦農民轉而使用無融合生殖雜交品種,他們就會放棄自己的無融合生殖品種,就像農民轉向新的專業培育品種,如綠色革命小麥和水稻品種一樣。收入提高的代價是對專業植物育種者的依賴。時間會告訴我們無融合生殖玉米雜交種能填補什么樣的生態位。可以肯定的是,隨著操縱玉米無融合生殖技術的發展,無融合生殖雜種的新用途將被設計出來。和所有植物育種一樣,無融合生殖玉米雜交種的育種將是一門進化藝術和科學
雜交小麥
雜交小麥可以比它們的親本產量高30%,但是在這些水平上具有雜種優勢的雜種通常是不同類別小麥之間雜交的產物,例如硬紅冬小麥與軟紅冬小麥的雜交。商業上有用的小麥雜交種必須在一個等級內生產,以保持碾磨和烘烤質量。質量等級內的雜交通常雜種優勢較少,只比它們的親本多5%到15%。雜種優勢較低可能是因為相對封閉的基因庫成員之間的關系。
小麥是一種自花授粉作物。它有完美的小花,有限的花粉供應,以及相對短暫的柱頭可授性。人工去雄對于雜交種子的商業化生產是不切實際的,但是細胞質雄性不育允許在田間規模上生產雜交小麥種子。雄株系的有限花粉產量(例如與玉米相比)意味著雄株與雌株的比例必須相對較高,每公頃的種子產量也相應降低。
每單位土地小麥作物的價值與玉米相似(兩種作物都是經濟作物,小麥產量比玉米少,但價格更高)。與玉米相比,雜交田的種子產量低,小麥商業谷物生產的播種率高。一公斤小麥種子將產生30至50公斤谷物,相比之下,玉米比例為1至300或更高。因此,如果一家種子公司將其雜交小麥種子的價格超過了生產成本,那么從農民的角度來看,與預期的雜種額外收入相比,種子成本可能會很高。如果一個雜交品種僅比最好的純系品種具有小的產量優勢,那么農民從雜交品種的增產中獲得的預期收益可能會低于雜交品種種子的成本(假設該公司將種子定價為涵蓋研究、生產和銷售成本加上利潤)。盡管有產量優勢,但這種雜交是不理想的。
產量、穩定性和抗蟲害性是小麥品種的重要特征,就像玉米一樣,但可接受的小麥品種也必須符合嚴格的碾磨和烘烤標準。如果產量高的雜交組合缺乏所需的碾磨和烘烤質量,或者蛋白質百分比超標,則該雜交組合可能無法使用。
小麥雜交品種并不比標準的自交品種更一致,因此它們不會因遺傳一致性而引入新的危險,也不會因一致性的提高而引入新的機會。但是小麥雜種,雖然在植株間是一致的,但在許多位點上是雜合的,與純合的近交品種形成對比。因此,小麥雜種可以攜帶雜合形式的顯性抗病或抗蟲基因的有用組合。兩個近交親本,都不具備全部所需的抗性基因,可以雜交,形成抗性可接受的雜種。此外,通過雜交近交親本的新組合,可以迅速產生具有所需新抗性的新雜種。這一過程比通常的回交或自交過程要快得多,后者是將抗蟲基因導入新的近交品種。
在雜交小麥育種的早期,廣泛使用的優良小麥品種可以用作核基因型沒有變化的母本,因為它們幾乎總是缺乏育性恢復基因。這一事實使得快速獲得這些品種的高一般配合力成為可能。通過簡單的回交,它們的核基因組被置于誘導不育的細胞質中,然后它們可以用作雜種的母本。
但由于同樣的情況,育種者不得不開發全新的雄性品系,將恢復生育力的核基因插入非恢復基因型。恢復系通常是通過將來自差異很大的種質的顯性育性恢復基因導入到優良小麥品系中而形成的。通常,最強和最有用的恢復基因來自不同的物種,有時是雜草或野生物種。這帶來了與外來物種不良性狀的連鎖問題。育種者花了數年的時間和精力與選擇回交,以獲得強有力的育性恢復,因此,他們花在育種上的時間更少,以提高產量和總體表現。此外,與雜交玉米發展的早期相反,公職人員的小麥育種者對雜交小麥育種的投入很少。這導致在重要的啟動階段對種質和育種方法的開發投資不足(特別是對恢復系雄性)。私營部門必須承擔起這份任務。
特別是在20世紀70年代,隨著高產半矮稈種質開始在美國小麥種質庫中占據主導地位,雜交小麥的育種工作與標準近交小麥品種的生產能力迅速提高的時期相吻合。標準自交系品種產量和性能的快速提高意味著,盡管雜種優勢帶來產量優勢,但雜種不能與標準品種競爭。雜交親本在產量和一般表現的非雜種優勢性狀的改良上落后。
從20世紀60年代開始,美國幾家以研究為基礎的種子公司投入巨資開發雜交小麥。一些小麥雜交品種被開發和發布,但其中大多數在市場上沒有成功,主要是因為農民認為雜交品種的表現不能證明雜交種子成本的增加是合理的。種子公司逐漸放棄了他們的雜交小麥項目,到20世紀80年代末,只有少數項目仍在運行。
然而,人們仍然對雜交小麥感興趣,特別是在小麥產量和作物商業價值相對較高的地區。兩家公司正在法國銷售小麥雜交種。兩家公司都使用化學雜交劑(CRAs)來生產雜交種(應用于發育的適當階段,阻止花粉發育)。目前美國的一家種子公司培育并銷售了幾個小麥雜交種,包括硬紅冬和軟紅冬,一家私人公司在澳大利亞銷售四種小麥雜交種,悉尼大學是該公司的股東。南非的一家合作社正在出售雜交小麥。美國、澳大利亞和南非的雜種是用細胞質雄性不育法制造的。
法國和澳大利亞的雜交品種是針對高產地區的,那里的農民使用高水平的管理。這樣的生產者,可以充分利用雜交種子的額外投資。與此形成鮮明對比的是,南非雜交種在旱地生產區銷售,預期產量低;然而,雜交品種的播種率非常低,因此種子成本與預期回報保持一致。幾家種子公司正在研究利用新的不育系統生產雜交小麥種子的新方法,其中一些不育系統是通過遺傳轉化引入小麥的。目標是建立可靠、易于操作、盡可能少干擾旨在提高產量和總體表現的常規小麥育種計劃的系統。這些例子表明,種子公司和育種者仍然相信雜交小麥可以大規模成功,也許更重要的是,他們表明有許多方法可以生產雜交小麥,然后在農民的地里管理它們以獲取利潤。這些例子還表明,小公司和大公司都可以參與雜交小麥種子業務。
雜交番茄
番茄是一種自花授粉的近交作物,開出完美的花朵。雖然遺傳不育性在番茄中是可利用的,但是人工去雄和人工授粉是制造雜種的首選方法。在勞動力成本低的國家進行這樣的方式進行運轉。每次授粉的種子數量很高。番茄是一種高價值的作物,為新鮮市場或加工而種植,與商業作物的價值相比,播種率非常低。在美國,100%的新鮮市場和80%的加工番茄都是F1雜種。
雖然番茄雜交種可以表現出產量的雜種優勢,但在沒有脅迫的情況下產量增加的量很小,甚至不存在。雜交番茄的獨特用途和吸引力在于,它們允許育種者在一個品種中組裝抗病和影響產品質量(如保質期)的互補基因。雜交番茄的育種者不需要將所有需要的抗性基因都放在同一個自交品種中,這加劇了連鎖阻力的問題;相反,他們可以雜交兩個互補的近交系,產生一個具有所需全套抗性基因的雜種。雜種對于由nor基因控制的慢熟性狀的表達是必不可少的。純合野生型,+/+,成熟太快;純合nor/nor完全不成熟,但是雜合nor/+成熟緩慢,如市場所期望的。番茄雜交種也表現出增加的產量穩定性,可能是因為它們具有更好的抗病基因平衡。
雜交番茄的成功表明,雜交可以在近交作物中獲得商業成功。昂貴的種子生產方式,如人工授粉,對番茄是可行的,因為經濟作物價值高,種子需求相對較低,每次授粉產生大量種子。這個例子也指出了這樣一個事實,即雜交種的產量不一定是決定雜交是否成功的主要因素。除了雜交種的產量之外,雜交種可以提供比非雜種品種更多的優勢。
大型與小型種子公司
近年來,由于合并和收購,許多種子公司的規模擴大了,總數減少了。這種現象對各種種子公司都適用,不僅僅是那些專門從事雜交的公司。這在一定程度上可能是因為越來越需要將昂貴的生物技術研究納入種子育種過程,這意味著只有大公司才能支持有意義規模的生物技術研究。合并和收購也可能只是當前全球企業擴張趨勢的一部分。
無論出于何種原因,在局外人看來,對于小型雜交種子公司來說,機會似乎已不復存在。事實上,小型種子公司在世界各地仍然為數眾多,它們占種子業務的很大一部分,包括雜交種子業務。例如,在美國,小公司約占雜交玉米種子銷售的25-30%。小型雜交種子公司往往嚴重依賴公共機構開發的親本品種。他們經常在大公司不方便進入的小市場出售種子,或者提供專門的合同服務。它們在雜交種子經濟中發揮著至關重要的作用,并將繼續發揮這種作用,特別是在雜交種子產業處于早期發展階段的國家。隨著時間的推移,一些小公司變成了大公司,取而代之的是新的小公司。這種循環現象在美國的雜交玉米中已有記錄,一般觀察表明,它也發生在其他國家的其他作物中。雜交種子生意成功的三個標準:銷售好的雜交品種,為農民提供利潤,為種子公司提供利潤,這些標準小公司和大公司都可以達到。
評論和結論
許多作物產量和其他性狀的雜種優勢的證明已經促使人們努力將雜交授粉農作物、自花授粉農作物和許多蔬菜和花卉的雜交育種、生產和銷售商業化。一般來說,雜交在雜交授粉的農作物上取得了商業上的成功,在自花授粉的農作物上相對不成功,但高粱和水稻除外,在許多種類的高價值蔬菜和花卉上取得了成功。雜種優勢只是雜交成功的幾個決定因素之一。
細胞質雄性不育是農作物雜交的首選方法(玉米也可以去雄)。蔬菜和觀賞作物以多種方式雜交,包括細胞質雄性不育、人工去雄、遺傳雄性不育、自交不親和以及產生雌雄同株或高度雌雄同株的植物。對于所有的作物,化學雄性不育劑的使用研究正在進行,或者用基因工程操縱花粉不育的新方法,以產生新的雜交系統。最后,關于無融合生殖的遺傳學和操作的新知識有一天可能會為許多作物的雜種優勢和雜種優勢的商業開發開辟全新的途徑。
在公共育種家的引領下,雜交種業務的商業化發展最為成功,不僅提供了育種技術和遺傳知識,而且還提供了制造雜交種所需的育種材料。在早期,私營企業主要生產和提供由國營企業開發的混合種子材料。然后,他們開始開發自己的專有種質和專有雜交種,并逐漸接管國營企業的大部分甚至全部應用研究和開發責任。這個過程的改變速度和改變程度因作物種類以及特定國家的經濟和農業組織而異。
近年來,用于植物育種研究的公共資金的減少促使公共研究人員向私營企業尋求資金,并生產向私營企業銷售的產品。面向行業的研究自然傾向于指向短期目標,以幫助行業實現生產改良種子的功能。國營企業過分注重這些目標可能會導致長期忽視開創性研究,忽視公益研究,即無法商業化的所需糧食生產實踐研究。這種長期公益研究的資金不足最終將阻礙商業種子公司的成功,并限制在改善可持續糧食生產的重要非商業方面的進展。
當農民和種子公司可以同時從雜交品種的生產和使用中獲利時,雜交種子產業就可以蓬勃發展。但整個行業是基于公共研究、私人研究、小型地方種子公司和大型國內或國際公司的復雜交織。每種作物雜交都需要略有不同的成分組合。種植莊稼的農民是這一切的基礎。













