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　　編者按：

　　黨的十八大以來，在以習(xí)近平同志為核心的黨中央堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，黨和國(guó)家事業(yè)取得了歷史性成就、發(fā)生了歷史性變革。

　　為貫徹落實(shí)中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議、中央農(nóng)村工作會(huì)議及中央一號(hào)文件精神，宣傳農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、推廣應(yīng)用成果，展示農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展?fàn)顩r。楊凌農(nóng)科傳媒集團(tuán)特別策劃推出“農(nóng)業(yè)科技這十年”專欄，專題報(bào)道農(nóng)科教人員在農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化、推動(dòng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化、農(nóng)業(yè)科技助力鄉(xiāng)村振興等方面取得的成效。

　　本期推出《 薛吉全：探索推進(jìn)玉米種質(zhì)協(xié)同創(chuàng)新育種新模式》。

　　采訪薛吉全教授，是在鳥語花香的西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院。

　　談起科技創(chuàng)新，他仿佛還沉浸在玉米種質(zhì)資源科研創(chuàng)新的快樂之中，眼睛中閃爍著沉靜而又智慧的光芒，流暢深邃。

　　“以種質(zhì)聯(lián)合改良為切入點(diǎn)，推進(jìn)玉米育種協(xié)同創(chuàng)新，創(chuàng)建了陜A群、陜B群種質(zhì)協(xié)同創(chuàng)新的育種模式。”薛吉全教授語氣緩緩，“我們需要將技術(shù)傳承下去，這也印證了這么多年堅(jiān)持的正確性。”

　　這十多年以來，也正是薛吉全教授在科研中的不懈努力，西北農(nóng)林科技大學(xué)通過育種基礎(chǔ)理論研究，確立“大規(guī)模、多地點(diǎn)和持續(xù)性”的育種思路，形成了“優(yōu)異種質(zhì)材料+高效選擇方法+新組合多環(huán)境測(cè)試”的高效玉米育種技術(shù)體系，在借鑒國(guó)際、國(guó)內(nèi)玉米育種的新理念，以簡(jiǎn)化的雜優(yōu)模式，以國(guó)內(nèi)外優(yōu)良種質(zhì)為基礎(chǔ)，構(gòu)建陜A群、陜B群兩個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群體。

　　這些成就斐然的技術(shù)成果，讓西北成為我國(guó)玉米增產(chǎn)潛力最高的地區(qū)之一，也成為我國(guó)四大適宜玉米種植的區(qū)域之一。

　　模式構(gòu)建：探索種質(zhì)改良新途徑

　　薛吉全教授是享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家，西北農(nóng)林科技大學(xué)教授，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部玉米專家指導(dǎo)組成員，國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系陜西關(guān)中試驗(yàn)站站長(zhǎng)，陜西省玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系首席專家。對(duì)于玉米各業(yè)自主創(chuàng)新，他有自己獨(dú)到的見解。

　　他認(rèn)為，要提升我國(guó)玉米育種創(chuàng)新能力，既要發(fā)揮現(xiàn)有公益性科研院所的育種研發(fā)潛力，也要培植種子企業(yè)科技創(chuàng)新能力。其中的關(guān)鍵是要發(fā)揮公益性與商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)性育種體系兩個(gè)積極性，協(xié)調(diào)基礎(chǔ)性研究、應(yīng)用研究以及公益性、商業(yè)化育種之間的關(guān)系，使公益性研發(fā)與商業(yè)化育種有機(jī)結(jié)合，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建我國(guó)玉米種業(yè)的自主創(chuàng)新體系。

　　“玉米育種，難在選系，重在測(cè)配，關(guān)鍵在種質(zhì)。”薛吉全教授說，“現(xiàn)代玉米種業(yè)創(chuàng)新的關(guān)鍵，在于擁有優(yōu)異種質(zhì)資源的數(shù)量與質(zhì)量。抓住了玉米種質(zhì)，在一定意義上就是抓住了玉米育種綱。我們需要借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的種質(zhì)改良計(jì)劃，實(shí)施我們的玉米種質(zhì)改良擴(kuò)增計(jì)劃，增強(qiáng)育種的核心競(jìng)爭(zhēng)能力。”

　　玉米育種能力建設(shè)包括產(chǎn)業(yè)政策、種質(zhì)資源、先進(jìn)技術(shù)、人才培養(yǎng)和信息服務(wù)。目前國(guó)家以及陜西省在種業(yè)產(chǎn)業(yè)政策方面加強(qiáng)了種質(zhì)擴(kuò)增創(chuàng)新利用、育種技術(shù)與理論、人才培養(yǎng)和信息服務(wù)。

　　為此，西北農(nóng)林科技大學(xué)薛吉全教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員，在總結(jié)分析國(guó)內(nèi)玉米育種歷程和國(guó)外商業(yè)化育種經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上， 消化和吸收國(guó)內(nèi)外玉米育種理論成果和育種模式，整合科技資源，進(jìn)行玉米種質(zhì)資源收集、鑒定和篩選，雜種優(yōu)勢(shì)群劃分，雜種優(yōu)勢(shì)群構(gòu)建、優(yōu)化升級(jí)，通過2年3代的基礎(chǔ)，構(gòu)建了陜A群、陜B群2個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群。

　　薛吉全教授解釋說，玉米種質(zhì)群體陜A群、陜B群作為一個(gè)種質(zhì)系統(tǒng)，經(jīng)過在群內(nèi)的系統(tǒng)性改良，每一輪的優(yōu)化升級(jí)，就是打破舊的平衡，在更高水平上構(gòu)建新一輪的雜種優(yōu)勢(shì)群，這樣循環(huán)反復(fù)，促使種質(zhì)系統(tǒng)的重建和優(yōu)化，達(dá)到新的有序狀態(tài)，從而持續(xù)性向玉米產(chǎn)業(yè)提供有用的種質(zhì)。

　　其核心是以群體為載體，形成理論、技術(shù)、材料和信息相互融合的種質(zhì)實(shí)質(zhì)性協(xié)同創(chuàng)新與利用模式，探索一條玉米種質(zhì)協(xié)同創(chuàng)新的育種模式。

　　從2009年到2022年，薛吉全教授與有關(guān)單位在陜西、河南、河北、內(nèi)蒙古、甘肅、四川和新疆7個(gè)省區(qū)的30個(gè)地點(diǎn)，開展了14輪玉米種質(zhì)群體陜A群、陜B群的優(yōu)化升級(jí)和多點(diǎn)聯(lián)合改良試驗(yàn)。

　　試驗(yàn)在技術(shù)上實(shí)行“五統(tǒng)一”和“兩分”的方法。“五統(tǒng)一”是指技術(shù)方案、構(gòu)建群體、選擇標(biāo)準(zhǔn)、多點(diǎn)鑒定和交流信息的統(tǒng)一;“兩分”，既分別管理、分別選系測(cè)配。

　　這一方法，在國(guó)內(nèi)率先探索了一條種質(zhì)改良的新途徑，實(shí)施了開放式育種，促進(jìn)了玉米育種實(shí)質(zhì)性協(xié)同創(chuàng)新。

　　提升了玉米育種水平，創(chuàng)新了組織方式

　　薛吉全教授在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“七大農(nóng)作物育種”專項(xiàng)“西北耐密高產(chǎn)抗旱玉米新品種培育”項(xiàng)目科研中，以及陜西省玉米育種協(xié)作組和陜西省春玉米商業(yè)化育種聯(lián)合體等平臺(tái)，發(fā)放陜A群、陜B群種質(zhì)，促進(jìn)了玉米育種水平的提升。

　　強(qiáng)化了頂層設(shè)計(jì)的育種組織創(chuàng)新，讓薛吉全教授實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)材料創(chuàng)制從盲目選材到設(shè)計(jì)選材的轉(zhuǎn)型，雜交組合測(cè)配從盲目測(cè)配向設(shè)計(jì)測(cè)配的轉(zhuǎn)型，達(dá)到育種試驗(yàn)規(guī)模化、布局區(qū)域化、數(shù)據(jù)信息化和種質(zhì)改良持續(xù)化，建立了良好的種質(zhì)材料管理系統(tǒng)和聯(lián)合協(xié)同創(chuàng)新體系。

　　他說：“基于遺傳分析、配合力和抗逆性評(píng)價(jià)，陜A群、陜B群兩個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群培育的KA、KB系列玉米自交系具有遺傳基礎(chǔ)豐富、農(nóng)藝性狀優(yōu)良、抗逆性強(qiáng)(耐密、抗旱、耐低氮、抗病)、配合力高的特點(diǎn)。”

　　培育的陜單620、陜單630、陜單636、陜單650、陜單660和陜單680等陜單系列玉米品種，相繼已通過國(guó)家和陜西省品種審定，在玉米種質(zhì)、育種技術(shù)與品種創(chuàng)新等方面，取得了初步成效。

　　陜單636成為陜西第一個(gè)審定適于機(jī)械化收獲玉米品種，該項(xiàng)成果入選陜西2017年重大科技成果盤點(diǎn)。

　　陜單650具有耐密高產(chǎn)“三低一長(zhǎng)”(田間倒伏率低、籽粒水分低、籽粒破損率低，站稈時(shí)間長(zhǎng))宜機(jī)收的特點(diǎn)，創(chuàng)造了夏玉米畝產(chǎn)超過800公斤、旱作春玉米畝產(chǎn)超過1000公斤和灌溉春玉米畝產(chǎn)超過1100公斤的紀(jì)錄，已通過陜西夏玉米普通組，春、夏玉米機(jī)收組和國(guó)家黃淮海夏玉米機(jī)收組品種審定，已完成了2020-2021年國(guó)家良種攻關(guān)，完成了2020至2021年國(guó)家區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)區(qū)。

　　這一品種入選2021年黃淮海夏玉米(機(jī)收)展示綜合表現(xiàn)優(yōu)良品種，還有望成為陜單609之后又一個(gè)突破性品種，。

　　薛吉全教授強(qiáng)調(diào)說，“玉米種植提高密度是措施，培育品種是手段。”

　　2015年在陜西省澄城縣進(jìn)行試驗(yàn)示范，當(dāng)時(shí)只有3萬畝玉米試驗(yàn)田，到2021年快達(dá)到30萬畝了，連續(xù)兩年超過1250公斤紀(jì)錄。這些試驗(yàn)都在農(nóng)戶的同一塊地里進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)產(chǎn)量，保證了糧食安全。

　　他與榆林農(nóng)科院合作選育的榆玉1號(hào)、榆玉2號(hào)、榆玉6號(hào)、榆玉9號(hào)和榆玉16號(hào)等5個(gè)品種通過陜西省審定;與渭南市農(nóng)科院合作選育的渭科15號(hào)、寶雞市農(nóng)科院合作選育的寶研玉218等參加陜西省區(qū)域試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)。

　　創(chuàng)新的組織，讓協(xié)調(diào)公益性研究和商業(yè)化育種實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

　　薛吉全教授通過理論、技術(shù)創(chuàng)新研究，把玉米育種的理論、技術(shù)通過群體材料載體表現(xiàn)出來，然后通過創(chuàng)新的組織方式，協(xié)調(diào)公益性研究和商業(yè)化育種的關(guān)系，一方面使政府投入的財(cái)政支持成果，能有序流向企業(yè)和科研院所;另一方面，破解目前種業(yè)企業(yè)人才、技術(shù)和材料不足的困境。

　　高屋建瓴的理論思維

　　對(duì)于種質(zhì)創(chuàng)新的技術(shù)路徑，薛吉全教授總結(jié)了三個(gè)方面。

　　首先是正確的理論支撐。他說，“想要站在科學(xué)的最高峰，就一刻也不能沒有理論思維”。

　　從2005起，他每年設(shè)計(jì)和安排相關(guān)的試驗(yàn)研究進(jìn)行印證和探索，正是基于對(duì)國(guó)內(nèi)外理論研究的領(lǐng)會(huì)和吸收，以及自己試驗(yàn)研究的相關(guān)佐證和支撐，明確了產(chǎn)量與雜種優(yōu)勢(shì)、一般配合力、特殊配合力，以及抗逆性和籽粒生產(chǎn)效率的關(guān)系等理論基礎(chǔ)。

　　他確定了以增強(qiáng)適應(yīng)性為主線，以優(yōu)異種質(zhì)引進(jìn)、創(chuàng)新與利用為基礎(chǔ)，從而堅(jiān)定了調(diào)整育種方向的信心和步伐，持之以恒，進(jìn)而提高了育種效率。

　　其次是清晰的技術(shù)路線。正確理解基因與環(huán)境互作效應(yīng)，以提高種質(zhì)的適應(yīng)性為主線，形成“優(yōu)異種質(zhì)材料 + 高效選擇方法(多點(diǎn)、高密、低氮和干旱)+多環(huán)境測(cè)試(材料多點(diǎn)鑒定、自交系和雜交種測(cè)試)”的高效玉米育種技術(shù)體系。

　　為此，他制定了3個(gè)階段的技術(shù)路線。

　　第一階段，是搭建設(shè)計(jì)育種平臺(tái)(2006-2018)，構(gòu)建陜A群、陜B群2個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群，以種質(zhì)構(gòu)建為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)材料創(chuàng)制從盲目選材到設(shè)計(jì)選材的轉(zhuǎn)型，形成理論、技術(shù)、材料和模式。

　　第二階段，是塑造流程化育種框架(2011-2018)，重視育種質(zhì)的選擇，在自交系測(cè)試階段依據(jù)多點(diǎn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，以GCA和自交系表型決定玉米自交系晉級(jí)、定名，實(shí)現(xiàn)雜交組合從盲目測(cè)配向流程化測(cè)配的轉(zhuǎn)型。

　　第三階段，是探索工程化育種體系(2016至今)，從表型選擇到育種值選擇再到基因型選擇的逐步提升，完善設(shè)計(jì)育種——流程化育種——工程化育種的玉米育種技術(shù)體系。

　　三是創(chuàng)新的種質(zhì)系統(tǒng) 。薛吉全教授說“玉米育種理論、技術(shù)落腳點(diǎn)是材料，陜A群、陜B群是消化吸收的載體。”

　　薛吉全教授在育種中簡(jiǎn)化了雜種優(yōu)勢(shì)模式、構(gòu)建2個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群，把不可操控的SCA效應(yīng)保持在2個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群，采用強(qiáng)化逆境選擇，開展多點(diǎn)聯(lián)合改良和優(yōu)化升級(jí)，實(shí)施流程化管理。這是提高玉米育種效率有效手段。

　　“基于SSR、SNP分子生物學(xué)分析和配合力測(cè)定，陜A群、陜B群2個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群具有遺傳基礎(chǔ)豐富、典型性狀突出的特點(diǎn)，既可作為玉米育種群體，又可作為高產(chǎn)抗逆遺傳機(jī)理研究。”薛吉全教授說。