2.跨国公司商业化育种及发展趋势
考察团重点考察了孟山都、先锋及先正达三大跨国公司商业化育种体系及其最新研发进展。
2.1商业化育种基本模式
三大跨国公司商业化育种结构及主要流程，虽然相互区别、各有所长，但其模式基本类似，一般由育种目标决策、种质资源利用、育种技术研发、生物信息处理、田间测试评价、生产与市场反馈等模块组成。
2.1.1育种目标决策系统。是商业化育种的中枢，决定其研发理念和发展方向，对其主要研发产品、实现途径和技术路线等进行顶层设计。一般由少数具备丰富育种理论和经验的高层人士组成。
2.1.2种质资源利用系统。是商业化育种材料的基础，决定商业化育种品种的遗传背景，对具有遗传多样性的种质材料进行精确鉴评和分类管理，为育种研发提供带有目标性状、特质基因等优异种质材料。
2.1.3育种技术研发系统。是商业化育种体系的核心模块，技术含量最高，通常由常规育种、分子标记辅助育种、基因专利技术研发三部分组成。以常规育种技术为主线，分子辅助育种可替代部分田间试验，大幅增加育种试验规模，显著提高育种效率，基因研发为常规育种定向提供目标基因性状、专利技术产品。
2.1.4生物信息处理系统。是商业化育种遗传信息的管理平台。通过智能化信息技术，能够高效分析和处理海量的生物遗传信息，并在全体系实施共享，可大幅度提高对大量中间材料的鉴别、筛选和分类管理能力。
2.1.5田间测试评价系统。是商业化育种中试产品的评估依据。在多个地点不同气候、土壤等生态类型条件下，对商业化育种中试产品进行田间小区种植，测试选育品种的综合表现，评估其商业化推广的价值。
2.1.6生产与市场反馈系统。是商业化育种体系的反馈调控机制。针对特定推广区域生产和市场需求，对育种目标、技术路线、研发产品特性等进行改进优化，使其更好适合目标区域生产和市场，以及商业化推广的要求。
2.2跨国公司商业化育种的主要特点
2.2.1确立以市场需求为导向的育种目标。在育种理念上，跨国公司商业化育种的目标并不单纯追求丰产性状指标，而是更注重强化抗病虫、抗旱等抗逆性状，以提高品种稳产性；注重农艺措施的改进，如抗除草剂、耐密植、养分高效利用等，使育种目标更符合农业生产和市场需求。为此，从种子生产、推广到市场营销等人员都能参与育种研发过程，对育种决策发挥重要作用。如先锋公司的生产和市场人员可自始至终参与品种选育，优先选择具有更好商业化开发前景的品种组合，育成品种有明确的推广区域和市场定位，针对性和指向性很强。
2.2.2收集全球多样化的种质资源。跨国公司非常重视收集和积累种质资源，通过政府部门和遍及全球的分支机构从世界各地广泛收集种质资源，尤其是含有特质性状的优异种质和野生资源，一方面筛选目标性状的专利基因资源，另一方面扩充种质材料遗传基础。孟山都已从一些野生或特质种质中挖掘出许多专利基因，先锋公司通过80多年研究积累，已拥有全球60%以上的玉米种质资源，先正达公司通过大量收购种子企业，迅速扩大种质资源拥有量。同时，跨国公司对分布于各地的种质资源可在统一管理平台上实行集中分类管理，整个研发体系内实现规范交流和共享，育种家可使用来自世界各地的种质资源。
2.2.3寻求现代生物科技的最新成果。为更好地支撑商业化育种，跨国公司也越来越重视上游相关领域基础性研究，广泛与世界各地的科研机构或大学合作，其商业化育种研发不断向种质创新、基因发掘、分子标记、遗传分析、生物信息处理等基础研究领域延伸。先锋公司分别建立了玉米、大豆等种质资源分子遗传信息分析模型。同时，跨国公司密切跟踪生物科技前沿领域的最新研究进展，对取得突破或技术方法成熟的成果，通过项目资助、技术转让等方式迅速承接，为己所用。据了解，孟山都等公司都已经积累了大量的专利基因和技术储备。
2.2.4运用现代自动化的技术手段。无论是实验室操作还是田间作业，跨国公司都设计和采用各种现代自动化控制的分析仪器和机械设备，极大地提高了育种实验规模和研发效率。孟山都（安克尼）SNP分子标记实验室，从籽粒激光切削取样到DNA提取、引物加注、PCR扩增、生物信息读取、目标样品选择等实现了全程自动化，实验室内全部由机器人操控，每天可完成数百万个样品分子标记测试和海量信息采集分析任务，实现了大规模、高通量、全自动基因型分析鉴定和筛选。先正达（斯莱特）育种研发基地，自行设计改装的玉米田间小区收获测产设备，每台每小时收获500个试验小区，并准确获取产量等数据，可保证该基地23万个小区在10多天内及时收获。
2.2.5建立广泛覆盖的试验网络。跨国公司在全球近百个国家建立育种研发中心或试验站，如孟山都全球育种试验站有180多个，先锋公司有126个，并以这些研发中心为依托，广泛布局试验点，开展大规模育种材料筛选和品种适应性试验，所有试验数据与公司总部实现联网共享，所有试验站均可利用。据了解，先锋公司在全球设立育种试验点1000多个，每年测试育种组合上百万个，试验小区200多万个。每个杂交组合在商业化推广前至少经过150多个试验点和200多个不同地区农民的种植测试评价，确保适合当地种植。
2.2.6拥有精干高效的研发团队。跨国公司建立和推行矩阵型、标准化、自动化、信息化大规模商业育种程序，拥有高素质育种研究团队，实行程序化、流水线式（pipeline）管理机制。研发岗位和人员分工精细，衔接紧密，不论是实验室研究还是田间操作，从试验设计、实施到数据采集、分析及目标筛选等环节都高度专业化，每个岗位配有专业研发人员，软件工程师研制了先进的试验数据分析和管理软件系统，实行计算机管理，确保育种研发程序化和标准化，既能保证极高的育种效率，又能稳定研发体系和团队，即使人员变动也不会影响研发工作进展。据了解，三大跨国公司都有数千人以上育种研发人员，大多有高学历专业背景。
2.3商业化育种的最新进展
随着跨国公司商业化育种不断发展，许多新的育制种技术和优良品种已逐步推向生产应用，一些更加先进的育制种技术正在取代原有技术，育种规模和效率、生产成本、产品质量等优势愈发明显。
2.3.1雄性核不育制种（SPT）技术。为进一步降低制种成本，先锋公司采用转基因方法成功解决了玉米雄性核不育自然保持难题，开发出玉米雄性核不育制种（SPT）技术，既可免除人工或机械去雄程序，又克服了细胞质雄性不育受叶斑病害、育性恢复等缺陷困扰，制种成本和风险大幅降低，制种质量显著提高。该项突破性技术将会改变现有玉米杂交制种模式，主要原理是：在杂合恢复系导入一个与可育基因紧密连锁、与不育基因不连锁的致死基因，产生1∶1可育和不育两种花粉，自交后代一半为不育系、另一半为保持系，再利用常规育种将一个红色果皮带荧光基因与可育基因紧密连锁，即保持系籽粒为红果皮带荧光，不育系为普通黄色，可通过色选机将不育系籽粒与保持系完全分开，生产纯合的不育系。该技术于2011年6月被USDA解除转基因管制审批。此外，SPT技术还进一步拓宽杂种优势利用配组亲本的选择范围，对未来育种研究带来深刻影响，值得重视和关注。
2.3.2分子标记（SNP）辅助育种。SNP（单核苷酸多态性）作为第三代分子标记辅助育种技术，随着DNA芯片技术的发展，已成功应用于玉米、大豆等作物分子辅助育种。孟山都、先锋、先正达等公司均大规模应用了SNP分子标记辅助选择，研制了大量SNP引物，自行设计制造的籽粒切削取样、DNA提取、引物加注、PCR扩增、数据读取及分析选择全程现代化的流水线设备，实现了种质和中试材料遗传信息的全自动化分析，用于研究产量、抗逆、农艺等性状基因发现、精准测序和识别选择，帮助育种家优选目标材料，提高了选择效率。由于目标性状可能涉及很多SNP位点，必须筛选出恰当的SNP位点并研制相应引物，才能启动分子标记辅助育种流程。因此，SNP引物精准研发是分子标记辅助育种的关键。目前，跨国公司用来做基因发现和辅助育种使用的芯片包含5.6万个SNP突变位点，年内可能推出100万突变位点的玉米芯片。由于这些SNP引物知识是企业的商业秘密，不对外公开，如果仅有现代化硬件设备，但不具备基因发现和研制SNP引物的技术能力，也不可能启动大规模分子标记辅助育种。只有集中研制足够多的SNP引物，才能实施分子标记辅助育种。
2.3.3新推出的新品种。跨国公司每年都能推出新的优良品种，目前仍以抗虫、抗除草剂、抗旱品种为主。先锋公司2011年推出了玉米非转基因抗旱品种AQUAmaxT和转内源基因耐旱品种Drought Tolerance Ⅱ，目前正在研发转外源基因的抗旱品种。为有效降低杂草、虫害抗药性，有些品种已转入两种以上抗除草剂或抗虫的多价基因，不同除草剂或杀虫剂轮流施用，避免超级杂草、虫害发生。先正达在美发布了具有广谱抗虫效果的转基因玉米新品种Viptera，该品种将7-8种抗虫基因复合后产生一种抗虫蛋白，可抗玉米一生14种地上或地下虫害。抗旱品种Artesian是利用“基因图谱”专利技术和常规育种，定向选育的非转基因品种，目前正在研发转基因的二代抗旱品种。先正达还大量投资研发用于提取燃料乙醇的专用品种。孟山都以转基因育种见长，新上市的有8价转基因（3个抗地上害虫、3个抗地下害虫、2个抗除草剂）玉米品种Smartstax，该公司计划未来的转基因品种可能含20多个外源基因，包括多种抗虫、抗除草剂、抗旱、N肥利用、高产等性状基因。孟山都一代单价基因抗旱品种（少于500mm降雨地区）已提交USDA审批，预计2013年上市，目前正在研发二代多价基因抗旱品种。据了解，孟山都已研发出3价抗除草剂（草甘磷、草胺磷、灭草威）以及多价抗虫、抗旱、N肥利用、高产等性状基因产品，正在玉米、大豆、棉花等作物上应用。
