有許多關(guān)于植物育種的優(yōu)秀文章,具體的方法和實踐應(yīng)參考這些文章(Allard, 1999; Fehr,1987; Simmonds and Smart, 1999),我不打算比較植物育種和基因組工程(轉(zhuǎn)化和許多基因組應(yīng)用)。然而,基因組工程是目前的主流模式,工程和育種經(jīng)常被比較,特別是在宣傳工程的文獻中。因此,在某些情況下,特別是在處理有關(guān)植物育種的常見錯誤說法時,我發(fā)現(xiàn)有必要對這兩個過程進行比較。
什么是植物育種?
關(guān)鍵特征。提煉其本質(zhì),植物育種是人類在基因可變的植物種群中進行的定向選擇?;诒硇偷倪x擇是植物育種項目的關(guān)鍵特征。對人工和自然選擇的依賴,使植物育種有別于其他技術(shù)。目標種群必須在遺傳上是可變的,否則不可能發(fā)生變化。如果成功的話,選擇的結(jié)果是在表型和基因上都與起始種群不同。
選擇的原則和意義。選擇的力量和意義怎么強調(diào)都不過分。地球上的生物多樣性是由于自然選擇造成的,并且我們馴養(yǎng)的植物和動物的多樣性是由于人工選擇造成的。達爾文在發(fā)展自然選擇理論時,在很大程度上依賴于植物和動物育種者的知識和經(jīng)驗。達爾文用植物和動物育種的例子來證明自然選擇的可行性(達爾文,1859)。鑒于維多利亞時代的英國知識階層對馴化物種的熟悉程度,這些例子很有說服力。今天,工業(yè)世界的大多數(shù)人都遠離了農(nóng)業(yè)和自然;因此,很少有人了解選擇的力量及其在我們世界中的作用,這一點并不奇怪。
選擇的原材料是由突變產(chǎn)生的遺傳變異。隨著選擇的實施,具有有利等位基因的植物被選中。如果將未被選擇的個體從種群中剔除,剩下的種群將具有與原始種群不同的基因頻率,選擇將有效地改善種群的平均表現(xiàn)。但是,沒有新的個體或基因型被創(chuàng)造出來。每個人,包括反進化論者,都理解并接受了選擇的這一淘汰性方面。
達爾文所認識到的,而植物育種家所利用的是選擇的創(chuàng)造性力量。如果只允許被選中的植物進行有性繁殖,那么在接下來的一代中就會出現(xiàn)新的基因型,其中許多是以前從未出現(xiàn)過的。如果這個過程重復(fù)若干代,那么影響所選性狀的許多基因座上的有利等位基因?qū)⒃谌后w中積累。通過有性繁殖,這些等位基因?qū)⒈恢匦陆M合,往往會產(chǎn)生完全新的和意想不到的個體。正如達爾文(1859年)所說:"關(guān)鍵是人類的積累選擇能力:自然界提供了連續(xù)的變異;人類將它們按某些對他有用的方向加起來。在這個意義上,他可以說是為自己制造了有用的品種'。
認識到選擇的創(chuàng)造性方面是至關(guān)重要的。我認為大多數(shù)科學家,包括許多生物學家,仍然沒有認識到達爾文的關(guān)鍵見解--選擇的創(chuàng)造性力量。
選擇的創(chuàng)造能力是植物育種的關(guān)鍵特征,也是植物(和動物)育種在人類技術(shù)中的獨特之處。正是這種力量使植物育種區(qū)別于基因組工程,而且從長遠來看,使育種的力量更加強大。
經(jīng)常有植物育種的批評者(工程的支持者)提出,植物育種的產(chǎn)品是隨機的、不可預(yù)測的。通常這些指控發(fā)生在人們?yōu)榛蚪M工程的安全性進行辯護時,并暗示與植物育種相比,基因組工程是精確和科學的。隨機性和不精確的概念是由于對植物育種過程的誤解和對生物組織層次的混淆造成的?;蛑亟M是隨機的,但選擇的效果卻不是。如果我們選擇抗銹病,我們就會得到抗銹病的能力。如果我們選擇更高的產(chǎn)量,我們會得到更高的產(chǎn)量。如果我們選擇更嫩的甜玉米,我們就會得到嫩玉米。選擇的直接效果是非??深A(yù)測和精確的。
選擇的直接效應(yīng)是高度可預(yù)測的。然而,使選擇變得非常有趣和有價值的是不可預(yù)知的相關(guān)或間接效應(yīng)。這種影響會產(chǎn)生新的、有用的、有時甚至是奇妙的變化,而這些變化在選擇計劃開始之前是無法預(yù)測的。Duvick等人(2003)對玉米帶登特玉米雜交種變化的回顧性研究提供了許多優(yōu)秀的例子。
對可收割產(chǎn)量的選育導(dǎo)致了一些相關(guān)的變化,人們在計劃開始時可能已經(jīng)預(yù)測到了。由于可收獲的產(chǎn)量只包括那些可以用機器收獲的果穗,我們可以預(yù)測可站立性(根和莖的強度)會得到改善,事實上就是這樣(Duvick等人,2003)。人們還可能預(yù)測,果穗和果核大小、葉片數(shù)量和光合作用能力會增加。然而,這些性狀即使有變化也只是輕微的變化(Duvick等人,2003;Tollenaar和Wu,1999)。人們不太可能預(yù)測到穗子會變得更小或葉子角度會發(fā)生變化,但這些變化與雜交種發(fā)布的年份密切相關(guān)。人們可能預(yù)測到抗逆性會增加,確實如此,但人們更可能預(yù)測到產(chǎn)量能力和異質(zhì)性會增加,但這并沒有。
關(guān)鍵是我們只有在事后才知道什么是生物學上的重要性。如果在1930年,基因組工程師選擇提高產(chǎn)量能力和增加果穗大小,他們是否會取得與植物育種者單純選擇產(chǎn)量一樣的收益?如果在2003年,基因組工程師查看了Duvick等人(2003)的研究結(jié)果,并決定減少抽穗尺寸和增加抗逆性,那么對于新世紀的新環(huán)境和種質(zhì)來說,這些決定是否是最好的?選擇的好處是,人類不會做出這些選擇,也不需要回顧性的信息。我們只需選擇我們想要的表型,讓基因組與環(huán)境相互作用,為我們提供產(chǎn)量更高、味道更好、更健康的新生物體。選擇的結(jié)果也會以不可預(yù)測的方式改變作物的遺傳基礎(chǔ)。在20世紀30年代,在雜交玉米時代的初期,有數(shù)百個開放授粉的玉米栽培品種。要預(yù)測哪些品種在未來會最成功是不可能的。事實上,到了20世紀70年代,許多人對一個相對模糊的栽培品種 "Lancaster Surecrop "顯然是最重要的種質(zhì)資源感到驚訝(Sprague, 1972;Zuber, 1976)。
而在20世紀70年代,誰會預(yù)料到蘭卡斯特在2000年將相對不重要(Troyer 2000)?隨著時間的推移,對增產(chǎn)的選擇改變了促成高產(chǎn)的種質(zhì)。在雜交時代的前半期,環(huán)境和基因庫有利于蘭開斯特,但在過去30年里,作物管理的變化使蘭開斯特種質(zhì)不再受到青睞。
如果基因組工程師在1970年能夠?qū)τ衩字参镞M行工程設(shè)計,他們會將大部分資源用于蘭卡斯特種質(zhì)。這一決定將基于對1930年至1970年間發(fā)生的事情的回顧。然而,現(xiàn)在看來,對蘭開斯特的大量投資和依賴可能是一個錯誤的選擇,并嚴重限制了潛在的收益。
需要認識到的關(guān)鍵一點是,雖然選擇可預(yù)測地帶來了高產(chǎn),但變化的方式完全無法預(yù)測。重要的是,植物育種者已經(jīng)準備好并能夠利用這些不可預(yù)知的情況。Pioneer Hi-Bred公司的創(chuàng)始人Henry A. Wallace說:"沒有人能夠替代那些能夠觀察并與他的材料密切相處的人,以至于他能夠在看到幸運的突破時識別出來。"(Smith等人,1996年)選擇的結(jié)果是適應(yīng)當?shù)氐沫h(huán)境,同時選擇感興趣的性狀。對于受環(huán)境影響較大的性狀,如產(chǎn)量,這一點可能很明顯。但只要育種者同時選擇整體性能,任何性狀都是如此。由于育種過程在每個生長季節(jié)都會重復(fù)進行,所以選擇會確定適應(yīng)當前非生物和生物環(huán)境的基因型。如果氣候隨著時間的推移變得越來越暖和,那么適應(yīng)更暖和溫度的基因型將被選中。同樣,如果一個新的病原體種族變得流行,新選擇的個體將比未在這些條件下開發(fā)的植物具有相對更強的抗性。這假定原始種質(zhì)具有溫度反應(yīng)或抗病性的遺傳變異性。
選擇還導(dǎo)致內(nèi)部環(huán)境(基因組)對新性狀的適應(yīng)。例如,如果我們希望培育一個高糖、高產(chǎn)的甜玉米品系,我們將用一個高產(chǎn)、低糖的品系與具有高糖基因的來源雜交。我們從經(jīng)驗中知道,高糖基因在高產(chǎn)背景下幾乎是致命的。但是,通過在若干代內(nèi)同時選擇高糖、高產(chǎn)和高存活率,選擇和重組將導(dǎo)致基因組合產(chǎn)生一個可行的產(chǎn)品。
在適應(yīng)內(nèi)部或外部環(huán)境方面,選擇和工程的對比是很明顯的。只要有足夠的遺傳變異性,選擇就能使不斷進化的基因組適應(yīng)環(huán)境。工程需要事先知道即將到來的氣候或害蟲是什么。同樣,開發(fā)高糖高產(chǎn)品系的工程方法是簡單地將高糖基因轉(zhuǎn)化到一些高產(chǎn)品系中,直到找到一個可行的組合。這幾乎不可能被認為比選擇更精確或更可預(yù)測。
植物育種的批評者常常認為,植物育種是緩慢的,需要極大的耐心和毅力,植物育種者是呆板的動物,頑固地對材料進行分類。雖然這些誤解可以追溯到植物育種的內(nèi)部神話,但它們是錯誤的。如果這是真的,現(xiàn)代玉米雜交種的壽命怎么會在三到五年之間?選擇迅速改變了種群,并創(chuàng)造出以前從未出現(xiàn)過的表型。植物育種者沒有耐心,焦急地等待著令人振奮的雜交產(chǎn)品、最新的試驗數(shù)據(jù),或為授粉而開放的花朵。速度確實取決于許多因素,包括生命周期、遺傳變異和選擇的強度。非常激烈的選擇可以在幾代中產(chǎn)生巨大的變化,但可能會耗盡感興趣的性狀的遺傳變異。溫和的選擇會產(chǎn)生更多漸進但可持續(xù)的變化。關(guān)于植物育種是不科學的論點。這似乎是由于人們對植物育種者不需要了解一個性狀是如何性狀的作用(生化或生理)來成功地改變該性狀。這就忽略了植物育種者是選擇科學和相關(guān)學科的專家,特別是統(tǒng)計學。如果科學的定義是基于提出和測試假設(shè)的過程的一種認識方式,那么植物育種家可能是世界冠軍。每個產(chǎn)量試驗由幾十個假設(shè)組成,在多種環(huán)境下通過高度重復(fù)、精心設(shè)計的實驗進行測試。植物育種是一種基于科學的技術(shù)。
植物育種的機械性。方法、工具、時間框架和栽培品種的類型因特定物種的生命周期、生殖生物學和馴化程度而有很大不同。玉米相對容易雜交授粉和授精,美國育種家使用近交/雜交育種方法和復(fù)雜的交配設(shè)計,而大豆則更難人工授粉,育種家開發(fā)純系栽培品種,使用盡量減少機械雜交的方法。小麥育種是高度機械化的,而能夠每年得到五代的育種,而榆樹育種者在整個職業(yè)生涯中可能得不到這么多。
雖然生命周期和資源(溫室、冬季苗圃)決定了每年的代數(shù),但預(yù)定發(fā)布地區(qū)每年的生長季節(jié)數(shù)決定了可以評估新栽培品種的速度。傳統(tǒng)上,植物育種者在評估新產(chǎn)品時一直很保守,強調(diào)在發(fā)布新的栽培品種之前要進行多年和多地的評估。這種強調(diào)具有良好的商業(yè)意義,因為對風險不利的種植者會停止購買失敗的產(chǎn)品,并避開那些銷售過失敗品牌的公司。大多數(shù)植物育種家認為廣泛的測試是重要的,因為在他們接受的贈地大學教育中隱含著一種服務(wù)意識和隨之而來的保護種植者的責任。不幸的是,隨著植物改良投資的增加,測試過程有時會因為急于將新產(chǎn)品推向市場而被縮短。通常情況下,公共育種者沒有同樣的壓力來催促新產(chǎn)品進入市場。然而,隨著公眾支持的減少,公共育種者將產(chǎn)品推向市場的壓力也隨之增加。
目標。目標差異很大。以單一品種為例:玉米。美國玉米帶的許多玉米育種者的唯一目標是可收獲的產(chǎn)量;墨西哥的玉米育種者關(guān)注的是產(chǎn)量和制作玉米餅的質(zhì)量因素。甜玉米育種者需要關(guān)注許多質(zhì)量因素,包括風味、質(zhì)地和嫩度,以及果穗和果殼的外觀,甚至是果穗上的絲是否容易脫落。爆米花育種者對爆米花的體積、嫩度、風味和片狀形狀感興趣。玉米青貯育種者致力于研究草料質(zhì)量,并可能以每英畝牛奶的形式衡量產(chǎn)量。私營企業(yè)的主要目標是為業(yè)主/投資人創(chuàng)造利潤。這通常是通過開發(fā)大量出售種子的栽培品種來實現(xiàn)的。公共育種者一般不太關(guān)心銷售量,他們可能對開發(fā)實際減少種子銷售的栽培品種更感興趣,如長壽的多年生植物或農(nóng)民可以保存種子的栽培品種,如純系和開放授粉栽培品種。私營企業(yè)將資源投入到少數(shù)主要作物上,這些作物的利潤最高。這與監(jiān)管和經(jīng)濟因素一起,造成了農(nóng)場作物物種多樣性的下降。不太受寵的作物被留給了公共育種者,他們通常負責多種作物,而且資源非常有限。許多作物只有一小部分的全職人員負責其改良工作(Frey,1996)。需要對這些不太受歡迎的作物進行改良,以增加農(nóng)場的物種多樣性(伴隨著美國農(nóng)場計劃的變化)。適應(yīng)性。所有栽培品種必須適應(yīng)該栽培品種的生長環(huán)境。
新的栽培品種需要能容忍正常范圍內(nèi)的害蟲和氣候條件。這一要求是植物育種入門課程中最基本原則之一的基礎(chǔ)--在新栽培品種生長的地區(qū)進行培育。最起碼,栽培品種在發(fā)布前應(yīng)在許多環(huán)境中進行多年的評估。
有時,由于經(jīng)濟上的考慮,育種者試圖在與目標地區(qū)不同的環(huán)境中育種和/或縮短測試時間,通常會給農(nóng)民和種子生產(chǎn)商帶來非常不利的結(jié)果。
適應(yīng)性的目標區(qū)域的大小差別很大。大型雜交玉米公司的目標是廣泛適應(yīng)的雜交品種,在一個成熟區(qū)內(nèi),可以從內(nèi)布拉斯加種植到特拉華州。墨西哥西部的農(nóng)民育種者可能以一個山谷中的特定海拔為目標。
廣泛適應(yīng)的栽培品種往往在廣泛的環(huán)境條件下更穩(wěn)定,但可能不適合專門市場的需求或環(huán)境。目標地區(qū)的大小是經(jīng)濟的一個功能,包括銷售和成本。大公司更喜歡廣泛的適應(yīng)性,以獲得庫存管理、營銷和種子生產(chǎn)方面的效率。但為廣泛的適應(yīng)性而育種需要對育種項目進行更大的投資。小型種子公司和農(nóng)民育種者可以開發(fā)出非常適合當?shù)貤l件的栽培品種,但市場的規(guī)模甚至可能無法支持小型育種項目。公共植物育種項目往往更注重當?shù)鼗騾^(qū)域的適應(yīng)性以及當?shù)厥袌龊蜕a(chǎn)系統(tǒng)。隨著種業(yè)的不斷整合,公司放棄了市場和地區(qū),服務(wù)當?shù)厣鐓^(qū)的需求和機會也隨之增加。但與此同時,公共育種者的數(shù)量也在減少,種子生產(chǎn)和分配的基礎(chǔ)設(shè)施也在喪失。
植物育種者是做什么的?
植物育種者開發(fā)和實施一個旨在生產(chǎn)改良作物栽培品種的計劃。根據(jù)育種師工作的組織,育種師可能負責管理研究站,籌集資金,甚至銷售種子。我將集中討論育種員工作的植物育種方面。
植物育種員a)選擇種質(zhì),構(gòu)成育種計劃的基礎(chǔ);b)計劃雜交,創(chuàng)造遺傳變異;c)操縱植物繁殖系統(tǒng);d)開發(fā)和應(yīng)用選擇協(xié)議;e)計劃和實施栽培品種測試計劃;f)收集和分析數(shù)據(jù);g)決定哪些栽培品種應(yīng)該被推廣。所有這些職能對一個成功的植物育種計劃都很重要,但有些職能可以由任何新手迅速掌握,而其他職能,包括對親本種質(zhì)的決定、選擇協(xié)議和種質(zhì)評估,則需要多年的經(jīng)驗。正是這種經(jīng)驗常常被稱為育種者的藝術(shù),普遍依賴于經(jīng)驗和藝術(shù)而不是遺傳學,Duvick(1996)。但它是技能意義上的藝術(shù)。當知識變成潛意識的時候,經(jīng)驗就變成了藝術(shù)(技能)。有經(jīng)驗的植物育種家已經(jīng)觀察了成百上千的種質(zhì)資源和雜交,并對某些種質(zhì)資源在特定環(huán)境和雜交中的表現(xiàn)有了了解。有經(jīng)驗的育種家見過數(shù)以萬計的表型,并形成了一套選擇標準,這些標準成為潛意識。有經(jīng)驗的育種家會根據(jù)對一株植物、一個小區(qū)、甚至整個試驗的快速觀察來做出決定。當被問及這種決策使用的是什么標準時,育種者可能需要一些時間才能完全說清楚關(guān)鍵性狀,但這些性狀已經(jīng)成為基于反復(fù)經(jīng)驗的關(guān)鍵。達爾文(1859年)總結(jié)道:"一千個人中沒有一個人有準確的眼光或判斷力來成為一個杰出的育種者。如果他具有這些素質(zhì),并且多年來研究他的課題,以不屈不撓的毅力終生致力于此,他就會成功,并可能做出巨大的改進。
這并不是說,植物育種是不科學的。我確實認為,成功的育種者在田間與他們的作物相處多年,他們對生物體有一種感覺,正如人們對玉米遺傳學家Barbara McClintock的評價(Keller,1983)。
教育植物育種者是作為生物科學家接受教育的。在過去,大多數(shù)植物育種家都在贈地農(nóng)業(yè)學院接受本科教育,接受作物和土壤科學、昆蟲學、植物病理學、遺傳學、化學、植物學和一些農(nóng)業(yè)經(jīng)濟學的培訓(xùn)。在研究生院,他們將學習植物育種學、細胞遺傳學、高級遺傳學、植物生理學、定量遺傳學和統(tǒng)計學。在這些課程中,統(tǒng)計學和植物育種對育種者來說是最直接的用途,其他領(lǐng)域或多或少都很重要,取決于作物和育種目標。今天的情況已經(jīng)改變。研究生們從更多的機構(gòu)進入。很少有學生在本科階段就有扎實的農(nóng)業(yè)科學背景,研究生課程中沒有足夠的空間來糾正這些不足。此外,分子生物學和生物化學課程已經(jīng)成為課程的一個標準部分。隨著課程的不斷增加,又沒有額外的時間,必須有所舍棄,這些可能是傳統(tǒng)的植物育種核心課程,如統(tǒng)計學、 ,定量遺傳學和細胞遺傳學。研究生選修的課程取決于他們的興趣,他們導(dǎo)師的興趣,以及機構(gòu)的學術(shù)實力,但趨勢仍然存在。顯然,定量/群體思維的下降對于一門基于在多種環(huán)境下操縱遺傳變異群體的基因頻率的學科來說不是好兆頭。
植物育種者還會繼續(xù)存在嗎?
在任何關(guān)于植物基因組工程對植物改良的影響的討論中,都會有人斷言植物育種將繼續(xù)極其重要,沒有植物育種,基因組工程不可能成功。不幸的是,我不同意。世界將不會進行下去。不要誤解,地球會因為失去植物育種者而變得更窮,但它會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。
為了解釋我的信念,需要對植物培育者進行定義。我可以用達爾文的描述,但我要更明確。根據(jù)上面的討論,我把植物育種者定義為制定和實施表型選擇計劃,并花足夠的時間與植物相處,以便獲得對生物體的感覺。擁有植物育種師頭銜的科學家可能會繼續(xù)存在,但除非趨勢改變,否則符合這一定義的專業(yè)人員將繼續(xù)消失。有許多理由可以相信選育人的消失會成為現(xiàn)實。
1. 這種情況已經(jīng)發(fā)生在處理整個生物體的其他學科,生理學家、解剖學家、分類學家,以及在較小程度上的病理學家和農(nóng)學家。如果這些頭銜仍然存在,那么這些學科已經(jīng)演變成了本質(zhì)上的新學科。我并不反對這一點。這是科學和文化發(fā)展的方式。但我們不要自欺欺人,認為這不會發(fā)生在植物育種上。這些團體中的每一個都認為他們是必要的,最終他們是新的民俗會發(fā)現(xiàn)他們的知識是多么重要,并來尋求建議或?qū)I(yè)知識。
錯了! 這些團體在資金和科學方面變得邊緣化。今天,如果一個分子遺傳學家對胚胎解剖學感興趣,他們會從書架上拉出Esau(1965),把他們需要知道的東西拼湊起來。其結(jié)果可能并不總是漂亮或有效的,但就同行評審而言,他們將是成功的,因為沒有一個評審員是解剖學家。
2. 如上所述,今天接受過植物育種培訓(xùn)的專業(yè)人員沒有過去的選育專家那樣的背景或高級課程。他們在農(nóng)業(yè)科學、定量思維、整個植物生物學和選擇理論方面比較弱。
3. 主管人員說真誠地相信需要植物育種員。但監(jiān)督者的背景是什么?他們?nèi)绾味x植物育種者?他們了解選擇的力量和作用嗎?他們知道要怎樣才能獲得對生物體的感覺嗎?
4. 統(tǒng)治的工程學范式與選擇論范式直接對立。工程學認為,我們可以找出所有基因的作用,然后將它們以最佳方式組合在一起。選擇論者應(yīng)用選擇,讓自然和生物體創(chuàng)造出一系列的解決方案,其中任何一個都是有用的,有些是以獨特和意想不到的方式。植物改良可以而且將會按照工程范式發(fā)生。在我看來,這些成果可能沒有通過選擇而獲得的那么快,那么有成本效益,那么成功,那么有趣。
我認為,收益可能不如通過選擇取得的收益迅速、成本效益高、成功或有趣,但收益是可以取得的。植物育種者將作為工程項目的技術(shù)人員存在。
為什么要用稅收來支持植物育種?
為什么植物育種應(yīng)該得到公共部門的支持?或者說,植物育種與其他行業(yè)有什么不同?如果我們試圖說服納稅人他們應(yīng)該支持植物育種,我們需要對這些問題有很好的回答。
1. 食品安全。植物育種決策決定著世界糧食供應(yīng)的未來。將世界作物種質(zhì)資源和植物改良的責任放在少數(shù)公司手中是不好的公共政策。私營企業(yè)的首要目標是盈利,即使是最有公德心的企業(yè),這一目標也會與某些公共需求相抵觸。即使我們假設(shè)控制一種作物的一兩家公司完全是利他主義的,由這么少的人做出決定,決定一種作物的未來,也是極其危險的。即使是用心良苦的人也會犯錯。我們食品供應(yīng)的未來需要遺傳多樣性,但也要求決策者(植物育種者)的多樣性。
2.可持續(xù)性。多層次的多樣性能使農(nóng)業(yè)更具有可持續(xù)性。需要遺傳多樣性、作物多樣性、種植系統(tǒng)多樣性、耕作系統(tǒng)多樣性、社區(qū)多樣性和知識多樣性。20世紀末經(jīng)濟學中的合并-收購模式一直延續(xù)至今。這種活動的理由包括規(guī)模效益,而規(guī)模效益的定義是反對多樣性。隨著種業(yè)并購的發(fā)生,大片的地理區(qū)域被放棄了。這些地區(qū)的農(nóng)民只能使用舊的栽培品種或在其他地方開發(fā)的、恰好適合他們需求的品種。這對這些農(nóng)場的未來產(chǎn)生了負面影響,從而減少了社區(qū)層面的多樣性。眾多的公共育種者在不同的生態(tài)系統(tǒng)中工作,有不同的作物,需要在各個層面上增加多樣性。
3. 連續(xù)性。成功的植物育種項目需要在選擇方案和植物育種者方面有長期的連續(xù)性。植物育種與其他類型的研究不同。成功的植物育種計劃不能根據(jù)三年的資助周期來啟動和停止。植物育種需要選擇和重組的周期。每一代都會取得漸進式的進展。植物育種者最重要的職責之一是決定用什么種質(zhì)來作為新雜交的親本。做出這些決定的知識是基于多年來對以前雜交的后代的表現(xiàn)的觀察。
4. 獨立性。理想情況下,公共植物育種者對其育種計劃的結(jié)果沒有經(jīng)濟利益。因此,決策應(yīng)以公眾利益為重。公共育種者應(yīng)該能夠?qū)W⒂谀切┎灰欢軒砀叻N子銷售量的解決方案,如長壽的多年生植物和純系及開放授粉的栽培品種,或獨特的原創(chuàng)理念,如超甜玉米和afila豌豆。
5. 公共服務(wù)。實際開發(fā)適應(yīng)當?shù)丨h(huán)境的栽培品種的植物育種家將更熟悉當?shù)剞r(nóng)民和消費者的需求和挑戰(zhàn)。學術(shù)界的植物育種家(不開發(fā)栽培品種)可以獨立于當?shù)厣鐓^(qū)運作,只對資助者和稿件審查者作出反應(yīng)。
6. 教育。具有完整植物育種課程的大學的實際栽培品種開發(fā)項目為培訓(xùn)下一代植物育種者提供了最佳機會。如果下一代是由選擇者組成,那么我們需要重新強調(diào)群體/定量思維的作用,作為植物育種者教育的基礎(chǔ)。
總結(jié)
植物育種是一種利用選擇的創(chuàng)造性力量的技術(shù)。它是強大的、精確的和可預(yù)測的。選擇和基因重組創(chuàng)造出新的生物體。植物育種者必須關(guān)注新栽培品種的適應(yīng)性;然而,適應(yīng)性的領(lǐng)域是一個經(jīng)濟決定。就像許多職業(yè)一樣,植物育種者需要多年的經(jīng)驗來發(fā)展必要的技能(藝術(shù)或眼睛),才能發(fā)揮最大的作用。雖然植物育種(選擇)是一項有用和有效的技術(shù),但這一學科的持續(xù)發(fā)展并沒有保證。作物改良的范式已經(jīng)從選擇轉(zhuǎn)向工程。目前還不清楚選擇是否能在這種新模式的競爭中生存下來。即使植物育種作為一種理念得以存在,也不清楚它是否能作為公共部門的一項職能而存在,盡管有明顯的公共利益。如果植物育種要生存下去,就必須向利益相關(guān)者展示這些好處,包括基于決策者、作物和耕作制度多樣性的糧食安全。植物育種是人類最成功和最良性的技術(shù)之一,但它的未來取決于社會是否選擇繼續(xù)支持它。
(source:http://agro.unc.edu.ar/)
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