探訪(fǎng)天津德瑞特種業(yè)有限公司研發(fā)基地——
“流水線(xiàn)”讓育種更高效
編者按
商業(yè)化育種因其工廠(chǎng)化的組織原理形式，常被形象地稱(chēng)為“流水線(xiàn)育種”。和傳統(tǒng)的課題組育種相比，“流水線(xiàn)育種”由于育種目標(biāo)明確、人員利益一致、操作流程標(biāo)準(zhǔn)化，可使資源利用率、育種效率和成果轉(zhuǎn)化率明顯提高。針對(duì)我國(guó)科研與生產(chǎn)“兩張皮”、育種效率不高等痼疾，《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見(jiàn)》明確提出要“建立商業(yè)化育種體系”。建立商業(yè)化育種體系，究竟能在多大程度上改變育種，對(duì)于民族種企的發(fā)展意味著什么？今天本版邀您一起關(guān)注。
本報(bào)記者 王澎 蘆曉春
“德瑞特育種團(tuán)隊(duì)有26個(gè)研究人員，每年配黃瓜新組合1.5萬(wàn)個(gè)，而國(guó)內(nèi)很多科研院所1個(gè)課題組5-10個(gè)人，每年只能配出600-700個(gè)組合，差距顯而易見(jiàn)。”從天津市黃瓜研究所所長(zhǎng)到天津德瑞特種業(yè)有限公司總經(jīng)理，馬德華對(duì)課題組育種與商業(yè)化育種之間的效率之差別深有感觸。
“流水線(xiàn)育種”是把育種當(dāng)成工作來(lái)看待，而不是研究
每個(gè)人都很重要，但不會(huì)因一個(gè)人離開(kāi)整個(gè)團(tuán)隊(duì)“玩不轉(zhuǎn)”
面向市場(chǎng)需求育種，才能育出“解決農(nóng)民‘痛點(diǎn)’的品種”
在德瑞特的培育基地內(nèi)，記者看到350畝溫室大棚串聯(lián)成片，每個(gè)大棚內(nèi)每一株瓜苗下面都有采摘下來(lái)的成瓜和標(biāo)簽。“每年1.5萬(wàn)個(gè)組合，并不是德瑞特追求的目標(biāo)，也不是育種結(jié)果，只是育種的一個(gè)環(huán)節(jié)。”馬德華告訴記者，正是有了這些組合，德瑞特每年的新品種才能夠“萬(wàn)里挑一”。
為了這“萬(wàn)里挑一”，德瑞特將黃瓜育種過(guò)程分成了不同的環(huán)節(jié)：
首先收集育種材料，從世界各地搜尋優(yōu)秀的黃瓜、甜瓜品種，從抗病蟲(chóng)害、抗旱、抗熱、抗低溫、產(chǎn)量、口感等不同方向考量各個(gè)品種的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)。
其次將育種材料與已知親本雜交，培育出具有優(yōu)良遺傳特性的后代。
再次通過(guò)選取不同的親本配出不同的組合，然后對(duì)組合進(jìn)行小規(guī)模試種，每種30株左右。通過(guò)頻繁的考察和檢測(cè)，來(lái)衡量各個(gè)組合的特性，篩選出有價(jià)值的組合。經(jīng)過(guò)這個(gè)環(huán)節(jié)只有7%~10%的組合能被保留下來(lái)。
最后是對(duì)篩選出來(lái)的組合擴(kuò)大種植規(guī)模，進(jìn)行品種考察。隨著種植規(guī)模的擴(kuò)大，考察的范圍和精細(xì)程度也在不斷增加，每次考察只有不到10%的品種可以進(jìn)入下一輪篩選。經(jīng)過(guò)3次越來(lái)越嚴(yán)密的篩選后，選出來(lái)的3~5個(gè)品種進(jìn)入大面積推廣示范。
黃瓜和其他蔬菜不同，在品種篩選時(shí)，需要針對(duì)品種的抗逆性、外觀(guān)、產(chǎn)量等不同指標(biāo)進(jìn)行頻繁的評(píng)估。這之中最重要的一項(xiàng)就是“瓜條”，也就是黃瓜的外觀(guān)，而在黃瓜的整個(gè)生長(zhǎng)周期內(nèi)，“瓜條”是不斷變化的，這也就需要不斷對(duì)黃瓜進(jìn)行觀(guān)測(cè)、評(píng)估和篩選。“黃瓜不像蘿卜、白菜等蔬菜一次性收獲，好就是好，不好就是不好，在地里面一眼就能看出來(lái)；黃瓜每一次掛果都要記錄下來(lái)，有可能前期結(jié)果非常漂亮的品種，到后期反而結(jié)不出好看的果實(shí)了。”天津德瑞特種業(yè)有限公司研究部總監(jiān)龐金安告訴記者，“黃瓜從開(kāi)花到收獲只需要2周時(shí)間，最短10天就可以摘，1株黃瓜平均兩天就可以摘一次果，一直持續(xù)4-5個(gè)月，這樣一來(lái)，種一季黃瓜至少需要90次測(cè)評(píng)和記錄。”
和傳統(tǒng)育種模式從頭跟到尾不同，在“育種流水線(xiàn)”上，每個(gè)人只負(fù)責(zé)一個(gè)環(huán)節(jié)，整個(gè)育種過(guò)程依賴(lài)的不是某一個(gè)專(zhuān)家，而是一個(gè)合理運(yùn)作的系統(tǒng)。“我們這里沒(méi)有一個(gè)環(huán)節(jié)的工作人員會(huì)自稱(chēng)為‘老大’，每個(gè)環(huán)節(jié)都很重要，但又都不是最重要的。”龐金安感慨道，“從事育種工作的每個(gè)人都很重要，但是任何一個(gè)人離開(kāi)之后，整體的工作都可以繼續(xù)進(jìn)行下去，不會(huì)出現(xiàn)因一個(gè)人離開(kāi)整個(gè)團(tuán)隊(duì)就‘玩不轉(zhuǎn)’的情況。”
在天津市黃瓜研究所工作了17年之后，馬德華到一家世界排名第四的荷蘭蔬菜種子公司擔(dān)任亞太區(qū)發(fā)展經(jīng)理。在外企的2年中，馬德華近距離地觀(guān)察了國(guó)外頂尖公司的運(yùn)作模式。“咱們和國(guó)外公司在系統(tǒng)上的差距非常大，但是這些差距是能追趕上的。”馬德華坦言，“外國(guó)人把分工的理念用在育種工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)時(shí)我就感覺(jué)，以中國(guó)人的努力程度和聰明才智，如果我們借鑒他們的模式，一定可以做得和他們一樣好甚至更好。”
因此，在天津德瑞特成立之初，馬德華就提出了“流水線(xiàn)育種系統(tǒng)”的理念，即將育種工作分為若干個(gè)環(huán)節(jié)，各個(gè)環(huán)節(jié)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)，工作人員各司其職互不干擾，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行大量品種組合試驗(yàn)，一步一步篩選有價(jià)值的品種。
通過(guò)基因優(yōu)秀的父母來(lái)培育優(yōu)秀的后代，是很多人對(duì)于育種工作的認(rèn)識(shí)，但是通過(guò)平凡的父母培育出優(yōu)秀的后代，同樣值得育種家關(guān)注。“‘鄭單958’、‘京欣’西瓜和‘新三號(hào)’白菜這些品種，都是相對(duì)普通的父母培育出的優(yōu)秀后代，但按照這個(gè)思路育種，只有加大規(guī)模才能找到特殊配合力非常好的優(yōu)秀品種。”馬德華說(shuō)，“組合的量越大，出現(xiàn)好品種、優(yōu)質(zhì)品種的機(jī)會(huì)就越大。”
從科研院所到種業(yè)企業(yè)，身份的變化讓馬德華對(duì)兩種育種模式的區(qū)別有切身感觸，在他看來(lái)，國(guó)內(nèi)科研院所的課題組因?yàn)轫?xiàng)目申報(bào)、成果評(píng)審、評(píng)獎(jiǎng)等問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)不會(huì)很大，更像是“個(gè)體戶(hù)”，而建立了育種流水線(xiàn)的企業(yè)倒更像是科研機(jī)構(gòu)。
“‘流水線(xiàn)育種’是把育種當(dāng)成工作來(lái)看待，而不是研究。”馬德華解釋說(shuō)，育種研究是針對(duì)國(guó)家項(xiàng)目和課題，是為政府做研究，而企業(yè)開(kāi)展育種工作時(shí)，客戶(hù)是農(nóng)民，農(nóng)民需要什么，企業(yè)就研究什么。
和國(guó)外種企相比，國(guó)內(nèi)種企特別是民營(yíng)種企在技術(shù)和資金上都不占優(yōu)，但是政策的扶持和相對(duì)廉價(jià)的勞動(dòng)力，卻可能成為“流水線(xiàn)育種”生長(zhǎng)的沃土。“我們的育種人才基本都是自己培養(yǎng)的，大部分都是農(nóng)業(yè)院校的應(yīng)屆畢業(yè)生，在公司工作一段時(shí)間后逐漸成為骨干力量。”馬德華說(shuō)，“不光要注重人才的培養(yǎng)，科研的投入也同樣重要，德瑞特每年投入新品種研發(fā)的資金超過(guò)700萬(wàn)元。”
培育出表現(xiàn)優(yōu)秀、性狀優(yōu)良的新品種還不是“流水線(xiàn)育種”的終點(diǎn)，品種育出后，就進(jìn)入了示范推廣和制種銷(xiāo)售環(huán)節(jié)。從2003年至今，德瑞特共推出了100多個(gè)黃瓜品種，占據(jù)了全國(guó)70%的黃瓜市場(chǎng)，在很多黃瓜主產(chǎn)區(qū)市場(chǎng)占有率超過(guò)90%。這不僅僅依靠種子本身的高質(zhì)量，還有賴(lài)于德瑞特“精誠(chéng)所至金石為開(kāi)”的服務(wù)理念。
德瑞特在全國(guó)共設(shè)有7個(gè)辦事處，在最初的幾年里，德瑞特免費(fèi)聘請(qǐng)黃瓜專(zhuān)家到田間地頭給農(nóng)民上課，從種到收手把手教農(nóng)民如何種黃瓜、如何種好黃瓜。“完全公益性的服務(wù)，不求一絲回報(bào)，只在培訓(xùn)結(jié)束時(shí)推薦一下自己的黃瓜品種，也不強(qiáng)迫農(nóng)民買(mǎi)。”馬德華說(shuō)，很多農(nóng)民就抱著試一試的心態(tài)，種植了德瑞特的黃瓜。
在優(yōu)秀的品種初步推廣開(kāi)來(lái)后，辦事處的工作人員頻繁地往來(lái)田間，向農(nóng)民征求意見(jiàn)，然后將農(nóng)民的喜好、需求以及對(duì)品種的評(píng)價(jià)、期待、不足等匯集并反饋到總部，進(jìn)而指導(dǎo)接下來(lái)的育種工作。“我們推廣的黃瓜品種是能夠解決農(nóng)民‘痛點(diǎn)’的品種。”馬德華介紹說(shuō)，“究竟要‘帶刺兒’的、‘油亮型’的還是‘長(zhǎng)把兒’的、‘耐熱型’的都是農(nóng)民說(shuō)了算。”
正因?yàn)槊?zhǔn)了農(nóng)民的“痛點(diǎn)”，天津德瑞特的黃瓜品種德瑞特、德?tīng)?、博美?ldquo;不歇秧”、“油亮”、“抗病高產(chǎn)”等突出特點(diǎn)推向市場(chǎng)，在山東壽光、臨沂、德州，內(nèi)蒙古包頭，甘肅白銀，山西太原，河北石家莊、廊坊，河南扶溝等地成為主栽品種。
“‘流水線(xiàn)’的模式在黃瓜常規(guī)育種上已經(jīng)非常成功了，但是育種不能僅靠‘以量取勝’，還要發(fā)展高新技術(shù)，通過(guò)生物技術(shù)輔助育種來(lái)‘以質(zhì)取勝’。”馬德華告訴記者，“我們準(zhǔn)備借著種業(yè)創(chuàng)新基地建設(shè)項(xiàng)目的東風(fēng)，建立一個(gè)生物技術(shù)輔助育種實(shí)驗(yàn)室。這樣一來(lái)，育種效率可以進(jìn)一步提高。”
“如果越來(lái)越多的企業(yè)學(xué)會(huì)‘流水線(xiàn)育種’，會(huì)不會(huì)對(duì)德瑞特構(gòu)成威脅？”聽(tīng)到這個(gè)問(wèn)題時(shí)，馬德華笑答：“我還真不怕別人學(xué)我！我真心希望中國(guó)種企都能建立這套育種體系。”
德瑞特育種流程示意圖
①收集育種材料
從世界各地搜尋優(yōu)秀的黃瓜、甜瓜品種，從抗病蟲(chóng)害、抗旱、抗熱、抗低溫、產(chǎn)量、口感等不同方向考量各個(gè)品種。
②提取優(yōu)秀基因
將育種材料內(nèi)的優(yōu)秀基因與已知親本雜交。
③選擇親本搭配組合
每年會(huì)搭配出超過(guò)15000個(gè)組合，每個(gè)組合小規(guī)模種植30株左右。
④試種篩選
育種人員通過(guò)反復(fù)考察和檢測(cè)，來(lái)衡量各個(gè)品種的特性，篩選出有價(jià)值的組合，這個(gè)環(huán)節(jié)過(guò)后只有7%-10%的組合能被留下來(lái)。
⑤進(jìn)一步試種和篩選
在擴(kuò)大種植規(guī)模的同時(shí)，增加考量指標(biāo)，進(jìn)一步篩選組合，經(jīng)過(guò)篩選，只有不到10%的組合能進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。
⑥品種考察
比上一步的種植面積更大，考量指標(biāo)更多。經(jīng)過(guò)3次篩選，15000個(gè)組合中只有寥寥幾種可以脫穎而出。
⑦規(guī)?；痉斗N植
對(duì)脫穎而出的品種進(jìn)行規(guī)模化示范種植，在適合種植的地區(qū)進(jìn)行推廣。
