玉米育种七宗罪

编辑｜新锐恒丰研究院

翻译｜闫寒琪（河南农业大学农学院 张雪海老师荐）

来源 | pioneergo.com

Matt: 我是主持人Matt Brechwald。今天，我们采访的是先锋玉米产品开发测试负责人Brandon Wardyn，将探讨玉米革命的育种方面-产量与一致性之间的微妙平衡，让我们开始吧。

Brandon: 很高兴来到这里。（主持人Matt与Brandon的寒暄,省略）

Matt: 很感谢您的到来。今天的谈话，我很期待。首先你给我们的听众介绍一下自己，你是谁？你的职位？或你在先锋的头衔？

Brandon: 首先是玉米育种，这是我工作的一部分，主要负责内布拉斯加州约克市以外的育种站。我负责的区域是这一带，当然我还有其它方面的工作，西部玉米带的玉米育种协调工作。因此，我有机会参与整个产品线的不同环节-自交系选育，组配，测试，筛选等。因此，我很好地融合了现在和未来。玉米育种需要前瞻性，在刚开始育种的时候，你就要想到七年，十年后的环境和市场的需求等。另一方面，我有机会接近农户。

Matt：你自私的把家里的猪生意砍掉了，接下来你准备干啥？

Brandon: 奥，就在那时我离开了，我去上大学了。那时候我已经是这方面的农艺学专家了，我真的很喜欢它。我开始田间调查，这也是我的转折点，因为那是我真正开始理解的时候，在那之前，我们种植玉米和大豆，这很有趣。但当我在夏天田间调查时，你知道我们调查了几千英亩，观察那些庄稼很有趣，从出苗到收获一直观察。不同的管理者，你会看到因不同的管理方式，作物做出了不同的反应，引起了产量差异。直到那个夏天，我才真正理解了遗传学，因为我很高兴我真正看到了，两块田地，用铁丝网隔开，大部分的管理是相同的，但不同的品种（不同的种质，比如958和335）真的决定了不同的回报。就是因为这些实用性的东西，所以我想多了解一点，我重回到学校，开始学习遗传育种。

Matt: 非常酷，你的前辈在采访过程中告诉我们你为内布拉斯加州踢足球

Brandon: 是的，我在内布拉斯加州立大学林肯分校踢足球。 

Matt: 好的，几周前我刚在那看到那令人印象深刻的体育场。我第一次看到它。

Brandon: 是的，很有趣，很重要的经历。我很庆幸我做到了，起初我去（内布拉斯加州立大学林肯分校）只是想踢踢足球，回过头来看，我在那里既学习农学又踢足球，都是自己喜欢的，谁不想这样呢? 这真的是很好的经验，可能是我第一次接触到真正的一个团队可以完成什么。这么听起来确实有点陈词滥调，但这是真的，那是我第一次明白的时候。

Matt：那么在八万到十万人面前走出赛场的压力呢?就像你希望你的品种能够通过的压力一样。

Brandon：事实上，足球的事情简单多了，因为在运动场，你真的在控制你做什么。对于我现在所做的，当我们在市场上推出一个玉米杂交品种时，你只需要面对它，这是我们过去十年所做的，我们这一步的努力会成功的。大自然有时候有点残酷,我的意思是规则就在那里，虽然有可能不会成功，但你要相信程序，存在一定程度的不确定性。一旦品种推向市场，就像你第一次自己去上大学,你知道的太少, 你有点担心，但这个过程是有效的。所以这里有很大的不同，你不能完全控制它。

Matt：你大学毕业后又上了多久？最后学习领域获取了什么学位？

Brandon：我获得了博士学位,这其实不是最早的想法，起初我是想成为一个玉米育种家。然后我开始了两个月的硕士课程，我的一些朋友说，你需要获得博士学位才能去完成这项工作。我想是的，没错。我没有在 UNL 获得博士学位，我去了爱荷华州的Ames获得玉米育种博士学位，我大部分时间和玉米一起工作。

Matt：你的日常工作是什么样子呢？

Brandon：我觉得很幸运。我的工作丰富多样，从来不感觉厌烦，因为它和一般的工作不一样，就拿育种来说，需要跟一个作物周期。一旦种了玉米，大部分时间都会在地里做一些事情，要么观察，要么干别的（除草，打药等），收获后，就会花很多时间分析数据。除了育种外，我还有许多管理类型的工作，包括团队建设，如何使这个团队更好，更有效，更有生产力。这也是为什么我的团队能与其它大的育种项目（西部育种项目，先锋育种项目，甚至科迪华育种项目等）融合好的原因。因为这些育种项目既独立又协同。所以我的很多时间都花在讲上，告诉大家团队的方向是什么？我们团队是否朝着正确的方向前进？我们需要做一些不同的事情吗？其实我说的都是战略层面的东西，我想我应该说，那里没有什么特别有趣的东西，就是一些预算和繁文缛节之类的东西，再就是一些管理之类的工作。我没有一个典型的日子，真的没有。

Matt：我从拿到的资料看到，说你是一个性状鉴定评价区（evaluation zone）的领导，那什么是鉴定评价区？

Brandon：所谓鉴定评价区是对品种在一个区域内的杀手状进行鉴定。比如在内布拉斯加州的枯萎病（Goss wilt），茎倒等，每个区域内都不同。找出区域内前五或六个杀手性状和熟期，可以将整个国家分成不同的区域。这就是我们负责产品开发的方式。我作为一个区的负责人，首要认为就是根据自己区域内的杀手性状进行产品开发。我们的目标就是尽最大可能提高的产量，但这些杀手性状决定了品种的走向，哪里能种，哪里不能种。

Matt：我们整个星期都在谈论产量与一致性，你怎么看？

Brandon：是的，作为玉米育种者，这是他们面临的主要挑战。这也是为什么我和我的团队存在的必要。选择高产，这真的很容易。我没上博士不是为了选择高产，而是为了产量的一致性。我所理解的一致性是我们在传递产量（deliver yield）。说实话，我从来不担心增加产量，只要想想，在基因游戏（Genetic games）中我们现在拥有哪些工具（分子标记，转基因，基因编辑等），发展太快了，坦白地说，我从没想过我会在自己的职业生涯中看到这些变化。我想最起码在我退休的时候，才能看到。我们可以从两个方向来看这个问题，当你在玩这些“产量游戏”（yield games）的时候，对我来说，一致性就在这里。我们可以让你明白什么是一致性（consistency）。有的人叫一致性是稳定（stable），有的人叫它是安全（safe），这些说法都对，但有时还会牺牲一点产量。正如我们问自己的研究人员一样，我们交给农民时，是否包含关键“性状包”（package）的品种，只有这些“性状包”的协同作用才是一致性的关键。只有这样，我们才能将获得想要的稳定性和产量水平。我们竭尽全力将提高产量，本质上讲，我们要学会并掌控遗传游戏（Genetic game）。这是我的观点，也是我们前进的方向。一般农作物，尤其是玉米，过去五年来一直在朝这个方向努力。虽然谈论的不是很多，但我们已在进行高强度的和精准的遗传改良（如基因编辑等），这就是现在你所看到的，你可以获得更高的产量。这个引擎才刚刚发动，如果能高速、流畅、稳定的运转,将是一件多么美妙的事情。

Matt：前面你提到这个“性状包”（package），你指的只是一个品种的遗传成分，还是遗传加上栽培管理呢？ 你具体指的是什么？

Brandon：作为一名玉米育种者，当我谈论“性状包”时，当然指的是所有的遗传成分，但必须得考虑目前的状况，栽培管理水平及五年后的可能变化，那才是我想要选育的品种，我是为五年后选品种，不是为今天。如果我们的眼光放长远一些，趋势可能会发生变化，新的栽培管理方式或技术会不断涌现，我们就可以针对这些新技术等上游的变化及时进行调整，以便在我们推出产品时将他们融入进来。用育种专业术语来讲，核心就是确保关键农艺性状存在于这个“性状包”，终极目标就是，尽最大可能选育好这个“性状包”，减少种植者的风险。说白了，我们就是在通过解决生物学和气候问题，并消除所有风险。这一切不可能在温室发生，对吧？如果我们能够正确的选育这个“性状包”，并了解和掌握“性状包”里的性状在环境中是如何协同的起作用，就可以降低很多风险。仅此而已，我之所以这么说，是因为这一切都是为了“夺取”产量。如果您告诉我，我的目标是确保在未来十年中“保持”今天的产量，那真的很容易，因为我要做的就是用“性状包”装填充它，并使它们变得更好，产量保持不变。但对我来说，这不可接受。我们应该每年都能提高产量，这使我的工作变得非常有趣。这就像举重一样，你总可以多举两磅。我认为产量也是同样的，总是可以提高产量。成功的关键在于获得那个产量的“性状包”，并且能够成功地交付它。

Matt：你在你的特定区域（熟期）中工作，你如何与其它区域（熟期）的同事进行互动，他们面临着不同的挑战？

Brandon：我只是和其它区域的个别同事交流，他们的工作和我差不多，尤其是同一熟期，我认为这是必需的。我认为那才是真正的力量所在，因为团队所有人对自己所在的区域负责。我们需要选出适合自己区域“性状包”的品种。现实是，我们选育了一个适合西部的亲本，但销售的实际产品可能是一个亲本来自西部，另一个可能来自东部。显而易见，互动非常重要。事实上，我们应该是互补关系。因为我在西部，对我来说，第一个问题就是茎倒（或茎折），这是“性状包”的一部分，我必须把这个性状选出来，但其他区域可能和我这的情况就不一样了。对于中部的团队来说，他们就不需要太关注茎折。你对这些亲本进行筛选，选出匹配的亲本，并育出适合自己区域的品种。前面我提到过，遗传和田间管理相匹配，第三个变量是环境（即所在的区域）。换句话说，就是如何使这个三角形（基因，环境和管理）起作用，就可以设定你的产量目标了。

Matt：提到产量记录，你说要提高产量（push yield），大家说你是个很强势的人，那么在玉米育种的过程，你的强势性格会意味着什么？

Brandon：每个人都想赢，因为失败不好玩。我就想选一个在产量竞赛上能获胜的品种。不要误会，每个育种家都想获胜，但我想通过正确的姿势获胜，这对我非常重要。回到我们前面说的“性状包”，我要选的就是最合适的品种。我经常回家（我住在农村）和我们的邻居聊天，我很想听到的话是，你看，我农场里你选的品种最好，当然，我不是为了听到这句话而回去的。但这对我很重要。你要设更高的产量目标，这才是强势，这很有意思。不断朝着正确的方向努力，这才是我们定义的成功。在我的团队，真正的强势是，我们去年创造了纪录，今年我们将如何再次创造纪录。

Matt：我们再来谈谈玉米革命（corn revolution），这只是一场营销活动，还是真正的革命？

Brandon：不，作为育种家，你需要有耐心。我们都经历过这件事，大概在六、七年前，我们在育种管道里（pipeline）中看到一些新的技术，新的工具。这些技术就像我们想的那样，可以这样或那样，这些都会发生。只要你继续工作，还会有新的工具在育种管道里出现。我举个例子是我们在不同阶段的育种试验。试验设有对照，所谓对照是指我们自己商业化销售的品种，或竞争对手的品种。试验结束后对数据进行分析。你发现对照靠后了，你惊讶，这是真的吗？明年再次试验，发现比去年更靠后。我说靠后的意思是指农艺性状在新的试验条件下不合适了，产量在新的试验环境条件下变低了。您知道，作为研究人员，总是有点怀疑，可能这不是真实的，可能这是年季效应。但这是常有的事，这很有趣。我觉得玉米革命不像营销人员想的那样，爆炸性的。从基因的角度来看，应该是累积的，不是一蹴而就的。是的，这就是他们所说的革命。

Matt：几年来，只有像你这样的才能看到这些试验品种，无论在农艺性状方面，还是在产量上，这些实验品种都将完胜市场上现有的品种。不知我说的是否正确？

Brandon: 是的，你理解的是对的。你看到产量是如此之高，你一直告诉自己，你知道在培育过程中，总有一种自我怀疑：这里肯定有什么地方不对，因为不可能有那么高的产量。是啊，所以你测试它，不断的测试看是否做错了什么。它是完美的吗？不，世上没有完美的杂交种。但总的来说，我们想要改进的农艺性状，我们正在改进，我们正在以前所未有的速度提高产量。作为一个先锋的育种家，你永远可以说，最好的还在后面。

Matt：是什么发生了变化，才使得这一切成为可能呢？

Brandon：有很多原因，我觉得其中最重要的事就是有一个组织，一个研究组织，从研究开始，这就是我们想要的产品（品种）。在我职业生涯的很长一段时间里，记得有一次谈话，不过使用的不是我们现在用的这个术语“性状包”，但思路是一样的，我们如何将GMO，分子标记技术，内源基因等扩大规模，如何聚焦？最终目的就是提高产量。最后让大家决定，那部分性状需要改进，这是整个过程种最重要的环节，提出产品概念，然后进行鉴定，这也是整个公司背后的动力，将各个环节串连在一起。对我最大的触动是产品驱动，将所有人组织起来，然后才是技术。

Matt：举个例子，一分钟前你还在说，你把它描述成一个三角形，回顾一下先锋的变化，当这三者结合在一起的时候，你会得到多好的结果？所有的部分都能天衣无缝地结合起来，什么时候你开始看到这些变化的？

Brandon：是的，我看到了。从怀疑到相信它，花了好几年时间，就好像踩下油门，我们一定可以的。这往往需要平衡，田间育种我们需要多大规模，在此基础上发展起来的分子标记技术，我们如何有效地应用这些？这就需要平衡，不能把钱扔在不能解决一个长期的问题上。我们不仅要使用这些技术，还要优化使用方式。在我们决定应用分子标记后，需要从田间育种员那里得到什么信息。有一个性状我以为在整个职业生涯都不会有了。但我们有很好的表型团队，他们很擅长对这种表型进行研究，知道该性状在田间的表型是什么样子?如何给它打分，想出什么方法来修正评分，然后把这些和标记联系起来，给我们一个预测技术? 这些性状中，有的是我的头号问题，甚至在五年前。现在不用再担心了。我的意思是，这些问题仍然还在那里，但我们有技术，再也不用花大量时间来进行筛选。嗯，对我来说，这才是一场真正的玉米革命。

Matt：我再问你一些关于玉米育种的事。 我是说你是在农场长大的，我相信你的父母，还有你成长过程中认识的人，做事更多是靠感觉，而不是我们现在做的事。这有什么影响吗？

Brandon：这就是我喜欢玉米的原因。我们实现了所有这些技术和所有这些新流程，它所做的只是让我们进一步了解候选的种子，哪一个值得放在先锋包中？这些技术可以让我们能够快速地到达候选群体，然后从那里开始，在田间需要的就是艺术。像我自己和我的同行一样的人走进田间，确定哪些可以出售。这些技术使我们可以花更多的时间在我们所做的工作上，而不是筛选好坏上。这就是革命，在此之前，我们75% 的时间来筛选并处理不好的产品（品种）。没有人愿意花那么多时间和不好的东西打交道，都愿意把时间花在好的产品上。这些技术真正使我们能够做的就是专注于真正的优秀品种上。然后从那里找出好的，哪些适合我们的客户？哪些适合商业化？我们如何开发一套好的产品？

Matt：我听到了很多有关双单倍体的信息，从您的角度来看，单倍体倍对您的工作有什么帮助？

Brandon：双单倍体这使我的工作更加轻松。玉米杂交作物，使用书单倍体技术，你会得到纯系。纯系你看到的是什么就是什么，这些纯系其实就是自交系，不会发生变化。但通过传统方法选育的自交系会发生变化。分子标记技术效果更好，因为双单倍体不发生改变。今年得到的预测值，如果用同样的数据，明年也会是一样的。对我来说更有信心筛选品种。传统方法的差异达到正负25 蒲式耳左右，而单倍体方法只有正负 5蒲式耳的差异。这才是我们需要的精准范围。在这个革命过程中，单倍体只是一个工具，还有分子标记，高通量表性技术等，更重要的是这些技术的有机融合，那才是更大的革命。

Matt：好的，Brandon，非常感谢您今天的到来。

Brandon：感谢您，很高兴来到这里。

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