近日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部公布了2025年國(guó)家農(nóng)作物優(yōu)良品種推廣目錄，西北農(nóng)林科技大學(xué)薛吉全教授團(tuán)隊(duì)選育的“陜單660”榜上有名，成為國(guó)家主推的13個(gè)苗頭型玉米良種之一。

于2021年通過國(guó)家農(nóng)作物品種審定的“陜單660”是一個(gè)明星玉米機(jī)收品種，具有脫水快、籽粒機(jī)收損耗低的特點(diǎn)，2024年曾在陜西渭南示范田創(chuàng)下了畝產(chǎn)1650斤的記錄，被列為陜西省關(guān)中夏播區(qū)重點(diǎn)推廣的機(jī)收籽粒品種。

2025年4月，一年一度的陜A群、陜B群雜種優(yōu)勢(shì)利用聯(lián)合改良與利用協(xié)作交流會(huì)在楊凌召開

“陜單660”是薛吉全教授團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持不懈開展有組織科研所結(jié)的碩果之一。連續(xù)20年來，他們以種質(zhì)聯(lián)合改良為切入點(diǎn)，構(gòu)建起陜A群、陜B群雜種優(yōu)勢(shì)群，聯(lián)合校內(nèi)外科研單位和育種企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，共同受益，走出了一條玉米種業(yè)自主創(chuàng)新的路子。

簡(jiǎn)單改良：玉米種質(zhì)同質(zhì)化的隱憂

原產(chǎn)于中南美洲的玉米在我國(guó)已有近500年的栽培歷史，由于產(chǎn)量高、品質(zhì)好、適應(yīng)性強(qiáng)，很快大面積推廣。目前，我國(guó)玉米播種面積6.7億畝左右，在糧食作物中均已超過水稻和小麥，在世界上僅次于美國(guó)。

薛吉全教授（右二）向國(guó)家玉米產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系機(jī)械化研究室主任張東興教授（左二）等介紹玉米籽粒直收品種“陜單650”選育情況

“從植物學(xué)分類看，玉米屬于異花授粉作物，天然雜交率高達(dá)95%以上。”薛吉全教授介紹，“玉米雄穗位于植株頂端，雌穗則生于葉子腋窩，這種雌雄同株異花的特性使得自花授粉需要人工干預(yù)才能實(shí)現(xiàn)，與小麥、水稻等自花授粉作物形成鮮明對(duì)比。”

玉米最初傳入我國(guó)時(shí)，農(nóng)戶也曾嘗試像小麥一樣連續(xù)種植，但隨著時(shí)間的推移，卻發(fā)現(xiàn)玉米抗病能力下降、產(chǎn)量大幅降低。“這是由于玉米自然隨意雜交，引起了基因分離而導(dǎo)致的。”薛吉全說，后來人們就通過人為控制，讓玉米自花授粉，待其性狀穩(wěn)定后利用天然優(yōu)勢(shì)再進(jìn)行優(yōu)良品種雜交，選育出來的第一代品種就成為產(chǎn)量高、抗病性強(qiáng)等多種優(yōu)點(diǎn)的結(jié)晶，“因此，玉米種子通常只能使用一年，以確保雜交優(yōu)勢(shì)的穩(wěn)定發(fā)揮。”

國(guó)內(nèi)品種的本地馴化選育以及國(guó)外優(yōu)良品種的引進(jìn)，促進(jìn)了我國(guó)玉米產(chǎn)量的提升和種植面積的不斷擴(kuò)大，但玉米育種界一個(gè)現(xiàn)象卻愈演愈烈。“不少人追求短平快，在已有雜交種的基礎(chǔ)上做一點(diǎn)雙親本回交轉(zhuǎn)育，就產(chǎn)出一個(gè)玉米新品種。”薛吉全團(tuán)隊(duì)成員張興華研究員說，這種低成本的簡(jiǎn)單改良，是急功近利之舉，會(huì)導(dǎo)致玉米種質(zhì)同質(zhì)化。

“基礎(chǔ)種源創(chuàng)新缺乏，是我們玉米育種競(jìng)爭(zhēng)力提升的卡點(diǎn)和堵點(diǎn)。”薛吉全深感擔(dān)憂。他認(rèn)為，玉米作為我國(guó)重要的糧食作物、飼料來源和工業(yè)原料，其種源創(chuàng)新不僅關(guān)乎糧食安全，更是確保我國(guó)種源自主可控的重要途經(jīng)。

據(jù)了解，早在1987年，美國(guó)就和拉丁美洲12個(gè)國(guó)家聯(lián)合啟動(dòng)了拉丁美洲玉米改良計(jì)劃，1995年又在該計(jì)劃基礎(chǔ)上實(shí)施了美國(guó)玉米種質(zhì)擴(kuò)增計(jì)劃，到了1997年又提出國(guó)際玉米種質(zhì)擴(kuò)增計(jì)劃。“他們這么做的核心，就是搶占玉米優(yōu)良種質(zhì)的制高點(diǎn)。”薛吉全強(qiáng)調(diào)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。”薛吉全認(rèn)為，要借鑒吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)理論與經(jīng)驗(yàn)，盡快實(shí)施我們的玉米種質(zhì)改良擴(kuò)增計(jì)劃。

協(xié)同創(chuàng)新：有組織推進(jìn)玉米種質(zhì)擴(kuò)增

“想要站在科學(xué)的最高峰，就一刻也不能沒有理論思維。”恩格斯的話讓薛吉全認(rèn)識(shí)到，中國(guó)玉米種質(zhì)改良擴(kuò)增必須以正確的理論來支撐。他帶領(lǐng)玉米生物學(xué)與遺傳育種團(tuán)隊(duì)經(jīng)過長(zhǎng)期的實(shí)踐探索，最終確定了以增強(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)，實(shí)施“大規(guī)模、多地點(diǎn)和持續(xù)性”的育種思路。

育種單位小而散、各立山頭、習(xí)慣于單兵作戰(zhàn)，育種材料創(chuàng)制盲目選材，雜交組合盲目測(cè)配，優(yōu)秀材料交流不暢┄┄面對(duì)這樣的現(xiàn)狀，如何進(jìn)行玉米種質(zhì)改良擴(kuò)增？

“發(fā)揮我們的優(yōu)勢(shì)，建立雜種優(yōu)勢(shì)群，把好材料免費(fèi)分享，將基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究、公益性研發(fā)與商業(yè)化育種有機(jī)結(jié)合，應(yīng)該是破局之道！”2005年起，薛吉全帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)勇敢行動(dòng)起來了。

他們收集了國(guó)內(nèi)上百個(gè)玉米種質(zhì)資源，經(jīng)過鑒定和篩選，最終確定了以“鄭單958”“農(nóng)大108”等優(yōu)良品種為基礎(chǔ)材料，通過兩兩雜交、混粉雜交等方式構(gòu)建了基礎(chǔ)種群，然后分別與國(guó)內(nèi)優(yōu)良母本系種質(zhì)“掖478”和以早熟、適應(yīng)性強(qiáng)為突出特點(diǎn)的父本系種質(zhì)“黃早四”，通過持續(xù)性的改良，建成兩個(gè)雜種優(yōu)勢(shì)群，給母本群命名為陜A群、父本群命名為陜B群，聯(lián)合省內(nèi)外多家科研院所和育種企業(yè)，實(shí)施開放式育種。

“好材料免費(fèi)給我們用？真的假的？”在一些參與單位的質(zhì)疑中，薛吉全和團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持初衷不動(dòng)搖，同時(shí)以“五統(tǒng)兩分”來加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新管理，即統(tǒng)一技術(shù)方案、統(tǒng)一構(gòu)建群體、統(tǒng)一選擇標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一多點(diǎn)鑒定、統(tǒng)一交流信息，分別管理與分別選系測(cè)配。其中根據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)決選出的5個(gè)左右陜A 群、陜B群優(yōu)良植株果穗，一半留作海南種植，進(jìn)行下一輪的群體的優(yōu)化與升級(jí)，另一半則堅(jiān)定交給參加單位自行使用。

“參與單位選育的成果中僅標(biāo)注協(xié)同創(chuàng)新群相關(guān)信息即可。”薛吉全說，協(xié)同創(chuàng)新育種圍繞一個(gè)目標(biāo)，就是提高玉米品種對(duì)不同地區(qū)高密度種植、土壤瘠薄和干旱等惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力，最終選育出兼具多種優(yōu)點(diǎn)的全能型良種。

這種協(xié)同創(chuàng)新育種新模式的背后，是薛吉全教授和團(tuán)隊(duì)年復(fù)一年的忙碌：每年8到9月，團(tuán)隊(duì)成員們?nèi)珖?guó)滿天飛，在河南、河北、甘肅、四川、安徽、新疆、陜西等7省區(qū)30多個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行果穗“選美”；9月中旬至12月下旬，飛往海南進(jìn)行新材料的種植、授粉和收獲。

“為了以地點(diǎn)換時(shí)間，與季節(jié)爭(zhēng)速度，我們經(jīng)常在海南對(duì)新材料進(jìn)行第二次加代生產(chǎn)。”張興華說，團(tuán)隊(duì)搶抓海南有利天氣，在元月上旬再次播種，到4月中上旬收獲，剛好趕在4月底前，把新一輪的玉米種質(zhì)群體分發(fā)下去，“一年下來，幾乎沒有休息時(shí)間。”

新模式催生玉米種業(yè)自主創(chuàng)新夢(mèng)

夢(mèng)想在周而復(fù)始的勞作中逐漸實(shí)現(xiàn)。

2017年，薛吉全教授團(tuán)隊(duì)通過陜A、陜B群種質(zhì)協(xié)同創(chuàng)新首先取得新成果：適宜機(jī)械化籽粒收獲的玉米品種“陜單636”通過陜西省審定，這也是陜西第一個(gè)機(jī)收玉米新品種，從此收獲玉米也能像收獲小麥一樣做到全程機(jī)械化。

2020年，薛吉全教授團(tuán)隊(duì)又一個(gè)機(jī)收玉米新品種“陜單650”通過國(guó)家審定，該品種為我國(guó)玉米全程機(jī)械化生產(chǎn)樹立了“陜西樣板”，也先后入選黃淮海夏玉米（機(jī)收）展示綜合表現(xiàn)優(yōu)良品種和國(guó)家農(nóng)作物優(yōu)良品種推廣目錄。

河南新鄉(xiāng)農(nóng)科院利用陜A群選系組培的“新科811、871、851”，甘肅省農(nóng)科院利用陜B群選系組培的“隴單632、635、655”，榆林市農(nóng)科院利用陜A群、陜B群選系組培的“榆玉2號(hào)、4號(hào)、6號(hào)”等，相繼通過國(guó)家、省級(jí)審定；“新科803、805、2016”“榆玉16號(hào)”“渭科16號(hào)”等新品種在國(guó)家和省級(jí)玉米品種區(qū)域試驗(yàn)表現(xiàn)良好┄┄各參與單位的捷報(bào)不斷傳來，令人振奮。

“一個(gè)玉米新品種從選材、雜交組合到各種優(yōu)異性狀穩(wěn)定，再到區(qū)域試驗(yàn)脫穎而出，至少需要10年時(shí)間。”張興華說，協(xié)同創(chuàng)新體系前期基礎(chǔ)工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，但厚積薄發(fā)，越往后成果產(chǎn)出的時(shí)間越短，數(shù)量也越多。

薛吉全教授和團(tuán)隊(duì)成員張興華研究員在海南玉米繁育基地工作（團(tuán)隊(duì)提供）

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，薛吉全教授團(tuán)隊(duì)圍繞陜A群、陜B群持續(xù)開展基礎(chǔ)研究，在國(guó)內(nèi)外期刊共發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文34篇，其中核心自交系KA105的基因組組裝、玉米籽粒脫水遺傳機(jī)理解析和基于陜A群、陜B群進(jìn)行全基因選擇分析等研究成果在《作物學(xué)報(bào)》《BMC植物生物學(xué)》《食品化學(xué)》《國(guó)際分子科學(xué)雜志》等期刊上發(fā)表，受到國(guó)內(nèi)外同行的高度關(guān)注。而經(jīng)過16輪優(yōu)化升級(jí)和聯(lián)合改良，到2024年，整個(gè)體系已經(jīng)選育出玉米新品種46個(gè)，其中國(guó)審9個(gè)。

“AB群是幕后英雄。”陜西巨豐種業(yè)總經(jīng)理劉勇說，材料的先進(jìn)性與思想的先進(jìn)性，決定了這個(gè)模式的先進(jìn)性，育出好品種、大品種只是時(shí)間問題。

亮眼的成績(jī)吸引了省內(nèi)外更多的科研單位和育種企業(yè)，河南大學(xué)、中國(guó)農(nóng)科院作物研究所、北京大學(xué)現(xiàn)代研究院、陜西秦豐種業(yè)、河南登海種業(yè)、河南秋樂種業(yè)等紛紛聯(lián)系加盟入圈，到今年4月，參加AB群新一輪材料分發(fā)的單位從最初的9個(gè)已增加到40個(gè)。

不久前，崖州灣國(guó)家實(shí)驗(yàn)室玉米基因組育種團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家研究機(jī)構(gòu)發(fā)起玉米種質(zhì)資源改良與創(chuàng)新2035計(jì)劃，其構(gòu)想是結(jié)合快速發(fā)展的基因組育種技術(shù)，創(chuàng)新推進(jìn)玉米的群體改良。這個(gè)消息給了薛吉全團(tuán)隊(duì)以極大鼓勵(lì)。

“一路走來不容易，但我們有信心繼續(xù)走下去！”薛吉全表示，在國(guó)際種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的形勢(shì)下，陜A群、陜B群種質(zhì)協(xié)同創(chuàng)新這條路一定能夠打好種業(yè)翻身仗，為農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)建設(shè)作出更大的貢獻(xiàn)。

編輯｜高瑜審核｜邵曉蕾

來源｜中國(guó)農(nóng)科新聞網(wǎng)作者｜靳軍、 胡潤(rùn)田