編輯｜智種網（智種網NOVOSEED)
來源｜SABRAO J. Breed. Genet.
本文中的信息也是基于與溫帶地區（A. Forrest Troyer 博士和 Everett Gerrish 博士）以及熱帶和亞熱帶地區（Walter L. Trevisan）一些最杰出的玉米育種家的直接接觸。福雷斯特博士在美國非常成功地開發了一些著名的先鋒雜交種，他還擔任過 DeKalb Genetics 公司的副總裁和嘉吉種子公司的顧問。目前，他是美國伊利諾伊大學厄巴納分校作物科學系植物育種副教授。從 20 世紀 50 年代初到 1990 年，杰里什博士（已退休）一直擔任嘉吉公司的國際聯絡員。杰里什博士過去是/現在仍然是一位熱情洋溢的玉米育種專家，對玉米陸地品系有著豐富的知識，在種質引種的力量和異交群體的分類方面有著豐富的經驗。在他的一生中，杰里什幫助許多育種家制定了成功的育種計劃。沃爾特（也是接受過格瑞施指導的育種家之一）曾于 1991 年至 2002 年擔任嘉吉國際玉米育種總監，之后在美國擔任孟山都地區玉米育種負責人多年，目前負責為非洲開發節水玉米（WEMA）的玉米育種項目以及孟山都在美國以外的幾個熱帶和溫帶育種項目。在我和玉米育種團隊將孟山都打造成亞洲最高效、最成功的育種團隊/育種項目的過程中，Gerrish 博士和 Walter 在各個環節上都給予了我大力支持。有些信息也是基于與種子公司高層管理人員的直接接觸，如泰德-克羅斯比博士（Dr. Ted Crossbie）、布雷特-D-貝格曼（Brett D. Begemann）和查魯克-昆塔那魯特米特庫（Charuk Kuntanarutmitkul）。克羅斯博士曾擔任孟山都公司全球作物育種負責人長達 15 年之久，是孟山都公司知識和指導的持續來源。布雷特的現任職務是孟山都公司執行副總裁、首席商務官，2001-2003 年期間曾擔任亞太區業務主管。查魯克（已退休）曾于 1984 年至 1998 年擔任嘉吉種子公司的亞洲種子經理，并在孟山都工作了十年，擔任過不同的管理職位。
本文旨在與下一代育種人員或研究人員分享經驗和信息，使他們了解在私營部門負責作物育種項目時事業成功的關鍵因素。
建立新的研究站和大田作物的農場管理
當公司開始發展壯大時，就會面臨增加研究站數量和向不同地區擴張的壓力，從而使公司從競爭對手那里獲得市場份額，并覆蓋目前的工作尚未覆蓋的新地區。作物育種經理在選擇新站時，需要仔細考慮公司未來的長期戰略。新的育種站必須代表當前和未來目標地區的大部分環境條件。對作物將擴展或替代其他作物的地區進行深入的市場調研至關重要，在提出任何最終建議之前，都必須對其進行全面分析。選擇新站點的標準應包括：土壤結構和肥力、水源、安全、潛在的洪水問題、安保、周邊環境、政府政策以及是否有土地可用于擴大未來發展的規模。在建立初期，改善田間條件是最具挑戰性的目標。改善田間條件包括平整土地，最大限度地提高均勻度，改善土壤結構和肥力，使其處于適合作物生長和發育的狀態。改善田間條件的詳細情況見下段。
在私營部門，盡快將新的田地用于苗圃或試驗的壓力總是很大。研究經理必須有良好的視野和優先權，確定在田間何處開始育種，何處進行改良。公司必須為土壤改良分配足夠的長期預算。必須改良土壤結構和肥力，使苗圃和/或試驗能有良好的建植、生長和發育。在良好的土壤條件下，大田作物育種會比劣質土壤條件下更有效。我的經驗表明，在最佳土壤條件下，新品種的選育比在土壤脅迫下更有效。在良好的土壤肥力和結構條件下，玉米育種者將有更大的機會在較高的植株密度下種植分離育種材料，從而有足夠的選擇壓力來實現良好的絲穗同步和更好的根莖。同步性好的玉米雜交種通常具有較高的耐旱性和產量穩定性。
土壤均勻性是作物育種工作取得成效的另一個關鍵因素，應長期堅持并不斷改進。育種者希望表型差異主要是基因型造成的，而不是環境影響造成的。田間均勻性包括土地坡度和養分分布。整個育種區塊的灌溉必須均勻一致。最好將病蟲害控制在最低水平，因為這樣可以更有效地利用從外部引進或外來的種質，擴大遺傳多樣性。從國外引進的種質通常適應性較低，更容易感染當地的病蟲害。育種圃中的病蟲害較少，可以有效地引進種質，并使引進種質的分離品系存活率更高，從而進一步篩選出優良的基因型。總之，研究管理者必須確保整體農業運作處于理想水平，以保證作物在整個生長季節都能獲得最佳生長，從而支持有效的育種工作。
田間作物育種競爭的關鍵成功因素
私營部門的作物育種工作由公司育種人員開發的栽培品種的種子銷售利潤支持。私營部門的植物育種人員面臨的最大挑戰之一是推出真正的優良品種。一個優秀的栽培品種是該地區大多數農民廣泛種植的品種，在市場上持續時間長，雜交種子生產成本合理。競爭性作物育種計劃成功的關鍵因素是
(i) 擁有能力出眾、技術過硬的育種人員；
(ii) 深入了解作物和主要客戶的要求；
(iii) 具有足夠的遺傳變異性和多樣性；
(iv) 擁有（或開發）精英雜交模式；
(v) 使用最有效的育種方法；
(vi) 選擇能代表農民環境的育種環境；
(vii) 開發充分有效的測試系統，以篩選理想的基因型；
(viii) 加快向市場推出新產品的速度；
(ix) 提供充分的信息技術和 DNA 指紋實驗室支持。
具備足夠的技術能力
育種者必須具備良好的技術能力，即運用知識和經驗制定有效、成功的育種計劃的能力。能力包括技能、知識和天賦。植物育種、分子育種、統計學、計算機和植物病理學方面的深厚教育背景是植物育種事業成功的良好開端。開始在私營部門工作時，育種人員必須調整自己的工作方式，以適應公司文化。育種人員應不斷學習，尋找新的技能、知識和經驗，以提高技術能力。然而，并非只有技術能力才能帶來成功。從歷史上看，技術技能與實地辛勤工作的結合造就了最優秀的飼養員。成功的育種者都是那些 "不用育苗書就能了解植物及其苗圃 "的人，他們能夠摒棄那些差勁的個體，集中精力培育出極少數最具特質的品種。
深入了解作物和主要客戶需求
種子業務的關鍵成功因素包括了解關鍵市場和客戶，設計正確的產品，生產、商業化和交付產品與服務，以及提供客戶服務。業務部門的高層領導必須了解客戶的關鍵要求，將這些要求轉化為關鍵的業務價值和優先事項，將其傳達給所有員工，并設計出能夠實現優先事項的工作系統，從而使業務部門以客戶為中心。了解客戶需求對于育種公司設計育種目標以滿足當前和未來的客戶需求非常重要。未來的要求對私營部門和政府部門都是巨大的挑戰。對于大多數私營部門來說，未來客戶的一般要求可能相似，但具體要求可能不同。不同的要求會使公司具有競爭優勢。
對客戶需求進行充分的市場調研是成功的關鍵。在某些情況下，由于使用的機構或人員對作物、環境和目標客戶缺乏足夠的了解和經驗，市場調研工作可能會得出不恰當的結論和建議。可能導致錯誤結論和建議的因素包括：抽樣人口不足、使用不合格人員與種子經銷商和農民面談、溝通問題，如對當地語言的誤解、偏差引導性問題，以及對種子經銷商和農民答復的錯誤解釋（如問卷不清晰）。從這些市場調研工作中了解到客戶的關鍵需求后，育種人員就必須設計育種目標，使其與公司戰略保持一致。一個成功的育種者需要對未來栽培品種的特性有良好的創造性想象力或創新力，這樣才能在向農民推出栽培品種時取得成功。除了高產和穩定之外，大多數知名栽培品種都具有獨特的、農民喜歡的特性。此外，在新的栽培品種中加入最終用戶喜歡的特征將有助于確定育種的有用目標。
具有足夠的遺傳變異性和發展精英異交模式
遺傳變異是作物育種計劃取得長期成功的關鍵因素。每種作物都有廣泛的遺傳可用性，但真正的優良品種卻屈指可數。也許，育種材料或種質的選擇是未來育種計劃成敗的最關鍵因素。除少數例外情況外，如今要在競爭激烈的環境中建立一個成功的育種計劃，僅使用公共種質幾乎是不可能的。私營部門多年來一直在發展與公共種質保持距離的種質基礎。育種者必須以開放的心態來建立自己的計劃，并努力合法地獲取最有前途的精英種質。這就需要了解當地和國際上有哪些公共和私營部門的種質資源。如今，建立聯盟、許可近交系和雜交種已成為所有積極育種者生活的一部分。
對于異花授粉作物來說，僅有良好的遺傳多樣性是不夠的，育種者必須在他們的計劃中開發出一些獨特的精英雜交模式。異花授粉模式是指一組個體（種族或群體）在與另一組個體（其他種族或群體）的對抗中表現出的特殊能力。一旦發現成功的異交模式，就很容易找到測試者，并培育出雜交活力更強的新異交近交種。Troyer（2006 年）對玉米中的異花授粉模式進行了深入研究。與玉米相比，自花授粉作物的異交模式仍未明確確定。開發精英雜交模式是私營種子公司面臨的主要挑戰之一。與其他育種者建立良好的聯系并獲得一些已知的異花授粉模式可能是一個良好的起點。成功的育種者必須敞開心扉，不要過于驕傲地只使用自己的種質，要努力尋找最優秀的種質加入自己的計劃，而不僅僅是在公司內部。
每個地區銷量最高的栽培品種都是開始育種的優秀種質資源。植物品種保護（PVP）在大多數情況下允許使用成功的栽培品種進行育種，最近來自私營和公共部門的 "前 PVP "品系現已在全球范圍內使用（申請在 17 年或 20 年的保護期后到期，可合法用于育種）；但是，育種者必須對精英種質有足夠的了解，尤其是要明智地知道如何在現有的雜交模式中使用這些種質。私營種子公司也必須考慮從其他公司獲取優良種質，盡管獲取優良種質的成本可能很高。
在品系開發階段，育種者必須繼續改良其現有的最佳品系，并確定可能的最佳測試者，以便改進精英異交模式。曾有過這樣的例子，一些非常有能力的育種者花費了大量的時間和精力進行育種和開發，但由于自花授粉作物使用的種質基礎非常狹窄，而異花授粉作物又沒有足夠好的精英異花授粉模式，因此在開發更好的產品方面收效甚微。在同一項目中擁有最優秀的育種家、最多樣化的種質和最優秀的異花授粉模式，將確保在種子業務中獲得競爭優勢。
使用最有效的育種方法
每種作物都沒有單一的最佳育種方法。每個項目所采用的育種方法都應與公司的育種戰略保持一致。私營和政府部門都采用了常規和分子育種方法。血統育種仍被廣泛用于培育具有更多理想特性的新品系，但最近在玉米領域，單倍體加倍（DH）技術得到了很大發展，已成為一種主要的近交系培育方法。大多數新的優良品系都是通過純系法培育出來的。回交是一種常規育種方法，用于將遺傳因子納入特定的特征。回交主要用于將外來種質引入適應當地的優良品系（對適應的種質進行一到兩次回交）。跨國種子公司廣泛使用回交法，將轉基因性狀（如對玉米螟或特定除草劑的抗性）轉入本地優良品系，以培育出對這些性狀具有抗性的新雜交種。循環選擇仍然很重要，特別是對于將外來種質引入本地適應品系的計劃。
目前，分子標記技術可以幫助育種者選擇理想的特性，并將其轉入改良品系中。事實證明，在玉米和其他作物中選擇更好的種子和花粉親本時，循環選擇和 S1 本身觀察是有效的。通過與精英試驗者的相互循環選擇，可以培育出與異性庫中的新品系具有較高結合能力的新品系。在跨國種子公司中，分子育種的使用在過去十年中顯著增加。標記輔助育種（Marker Assisted-Breeding，MAB）已被納入跨國公司的經常性選育中，其目標是培育具有高組合能力的高產新品系。單種子后裔（SSD）已更多地應用于玉米，以加快品系開發。
從中長期來看，分子生物學知識將使育種者能夠對大田作物、水果和蔬菜的本地基因組進行根本性調整（Duvick，2004 年）。對植物基因型的微調將提高對非生物性脅迫的耐受力，提高對陽光、水和土壤養分的利用效率，并能開發出比目前轉基因抗性更持久的抗蟲害類型。如果這些預期成果得以實現，植物育種的效率將得到提高。這將是生物技術對植物育種最持久、最重要的貢獻。目前，新品種的生命周期比過去短。這是因為通過結合傳統育種、分子育種、更高效的產品評估系統和更好的信息技術軟件，可以更高效、更快速地開發出更好的栽培品種，并將其推出市場。跨國種子公司在選擇最合適的育種方法時，既要考慮最高效的方法，也要考慮最快速的方法，以開發和推出更好的栽培品種。
選擇能代表農民環境的育種環境
選擇代表農民環境的合適育種環境需要時間和精力。對未來市場需求進行良好的市場調研對于選擇合適的育種和測試環境非常重要。育種計劃的主要地點必須能代表未來十年作物主要投放地區的大部分環境條件。可增加一個衛星站，以支持其他活動，如病害苗圃或非生物耐受性育種。測試地點應足以涵蓋氣候模式、海拔高度、土壤類型和病蟲害壓力等新產品發布目標地區最有可能出現的情況。
育種人員必須在他/她能夠選擇大多數農民需要的特性的環境中工作。在選擇新產品時，育種人員必須把自己當作最先進的農民，尋找理想的特性，以最大限度地提高作物產量。育種人員必須經常到田間地頭，在苗期、花期、病害感染期和收獲期挑選優良基因型。為了進行產品評估，育種人員必須走訪關鍵地點，與商業人員和農民互動，以便更好地了解他們的需求。當育種員晉升到組織的高層時，由于要將更多時間分配給其他管理活動，在田間的時間會減少。育種人員需要安排工作的輕重緩急，以便有足夠的時間適時觀察重要的育種材料和產量試驗。最好的育種管理者是能夠平衡管理和田間評估壓力，并盡可能貼近田間的人。
開發充分有效的測試系統，篩選理想的基因型
產品測試的目標是
(i)獲得可靠且具有統計意義的結果；
(ii)檢測出優于基準產品的最穩定的產品；
(iii)除產量外，篩選產品的其他重要經濟性狀（如抗旱性、抗病/抗蟲性）；
(iv)預測新產品在農民環境中的未來表現，即新栽培品種將在農民環境中進行商業化發布/種植，而不是報告產品的過去表現。農民田間的環境條件多種多樣，沒有限制。
預測未來的氣候模式非常困難。一個有效的測試系統是有競爭力的育種計劃所必須的。研究人員對產品進行的測試越多，就越能獲得可靠的結果；公司也就能向合適的地方和合適的農民推出合適的產品。
有效開展產量試驗的關鍵成功因素包括
(i) 了解產品（試驗中的實驗雜交種和對照雜交種或品種）、環境和作物管理；
(ii) 了解如何管理高質量的試驗，以獲得可靠的結果；
(iii) 選擇合適的農民，例如：良好的溝通、良好的合作和良好的基礎設施。
(v) 試驗系統應盡量不強調單個地點的精確性，盡量強調跨地點、跨季節和跨年度的精確性；
(vi) 盡量減少環境影響，最大限度地提高同一復制區內的一致性，并在整個試驗區統一施肥 和灌溉；
(vii) 對試驗小區進行套種和稀植，以確保植物密度一致；
(viii) 試驗條件應與大多數 農民和現代農民的文化習俗相似；
(ix) 繪制的田間地圖和布局應清晰整齊。
為覆蓋新栽培品種發布地的主要環境條件而進行充分測試的成本非常高昂；然而，發布不穩定或性能未達到預期的新產品將使公司付出更高的代價（如聲譽、金錢、時間和資源努力）。
