《合作对作物种质资源保护与利用的必要性分析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《合作对作物种质资源保护与利用的必要性分析.doc（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、合作对作物种质资保护与利用的必要性分析p 【摘要】：p 作物种质资是宝贵的全球公共资，对作物种质资的有效保护和利用离不开不同部门之间的合作。在全球范围内，小麦、水稻和玉米组织之间的合作有利于在全球植物遗传资的交换、评价、释放和使用；私营部门、公共部门和非盈利部门以及整个社会共同合作有利于作物育种事业的发展；知识产权的保护应有利于促进合作。本文分别从这几个方面进行探讨，以供参考。【关键词】：p 合作；作物种质资；保护；利用中图分类号 S326 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（20_）11-0049-03Abstract Crop germplasm resources are th
2、e quintessential global public good，and the effective protection and utilization of crop germplasm resources can not be done without the cooperating between different departments.On a global scale，the cooperation between different organizations on the germplasm resources about the wheat，rice and mai
3、ze is conducive to the e_change，evaluation，release and use of the worlds plant geic resources；the cooperation between private sector，public sector，non-profit sector and the whole society is conducive to the development of breeding crops，and the intellectual property protection should be conducive to
4、 the promotion of cooperation.Above several aspects were discussed，so as to provide reference.Key words cooperation；crop germplasm resources；protection；utilization对粮食和农业来说，植物遗传资是宝贵的全球公共资。没有哪个国家能只靠自己取得良好的发展。对他们进行保存和交易的市场是不存在的。对植物遗传资的保护是应对气候变化以及水、能短缺的一个先决条件，而水和能在未来几十年将变得越来越重要。位于挪威的斯瓦尔巴全球种子基因库（The Sval
5、bard Global Seed Vault）是世界最大的基因库，由此建立了国际条约，旨在通过建立多边协作机制，促进植物遗传资的利用和获益。该条约为合作利用和管理这些必要资的全球性措施提供法律依据。斯瓦尔巴种子库通过一种机制确保独特作物的永久保存，即全球作物多样性信任机制，由捐赠基金提供支持1。1 合作关系在全球植物遗传资的交换、评价、释放和使用中重要性到目前为止，作物育种对保证作物产量及进一步提高所有作物潜在遗传产量是至关重要的。农业绿色革命使全球主要粮食品种产量从20世纪60年代以来稳步上升，这与作物遗传资方面的密切协作分不开的。作物协作网指全球相关国家和机构参与的特定作物研究与合作网络，
6、这样的协作网通常包括资、育种、栽培、加工等多学科领域2。说明合作关系在全球植物遗传资的交换、评价、释放中合作关系的重要性。这种协作既包括不同个国家农业研究机构间的合作，也包括国家之间农业研究中心之间的合作。1.1 全球小麦改良协作网196_年，国际小麦改良协作网（International Wheat Impr-ovement work，I）作为一个国际组织正式成立3，由于它的有效运作，几十年来，全球小麦产量增加。小麦改良机构在研究上部署前沿科学与实用性强的多学科联合运用，使基因改良的小麦种质资得到发展，增强了粮食安全与发展中国家的农民的生计4。春小麦种质是在诺贝尔和平奖得主诺曼博洛（Norm
7、an Borlaug）博士领导下在在墨西哥培育成功的，这一种质的推广应用，启动了在印度、巴基斯坦和土耳其的绿色革命5。这个网络在20世纪70年代被扩展到巴西、中国和其他主要种植小麦的发展中国家。其结果是，小麦品种对宿主植物抗性（尤其是锈病）的能力增强，能够更好地适应贫瘠的环境、更能耐受酸性土壤。目前，全球小麦改良机构（一个国际联盟）在大约100个国家的250多个地方进行田间评估试验，这些试验在不同环境下检验小麦改良育种株系的表现。由于这个网络和国家能力的增强，到20世界90年代早期，在发展中国家每年释放的小麦品种数量已经翻翻超过100多种6。由于产量的增加，小麦新品种的推广应用产生了年均50的
8、投资回报率，特别是在南亚和拉丁美洲7。粮食产量增加导致粮食价格下降，城市的贫困状况也得到改善。每年，育种圃及单项试验结果送给世界各地的研究人员，他们将这些从试验中得到的数据进行登记和分析p 。反馈的数据被用于确定随后的杂交亲本，或者将新的遗传变异性状整合到优秀的高代育种材料中，这些新的株系就更能够提高耐受影响农业系统的生物和非生物胁迫的能力。完整的品种系谱和筛选要考虑表型数据，这包括产量性状，农艺性状、抗病性和品质性状等4。1.2 国际水稻遗传评估协作网（INGER）国际水稻遗传评估机构（International work for Geic Evaluation of Rice，INGER）
9、也是一个很好的国际合作的例子。它成立于1975年，是一个由不同水稻种植国家联合成立的农业研究机构，也是国际农业研究磋商组织的中心。INGER最初创立是为了一个国际水稻试验项目，但很快就成为不同国家水稻育种项目的一个组成部分。INGER伙伴们可以互相分享水稻育种品系。每年，他们都提供大约1 000种基因组成不同的株系，这些品种在80个国家的600个试验站进行种植。这个网络在全球释放了667个水稻品种，从而获得16亿美元经济利润。据估计，结束INGER合作可能导致每年减少20种水稻品种，造成19亿美元的经济损失8。Jackson和Huggan9进一步指出了如何保护地方品种才能在水稻育种方面取得显著
10、成就。1.3 拉丁美洲玉米项目（L）和玉米种质改良项目（GEM）拉丁美洲玉米项目（Latin American Maize Project，L）和玉米种质改良项目（Germplasm Enhancement of Maize，GEM）是2个合作运作的典型事例。L是拉美国家与美国建立的一种合作关系，目的是评估国家的种质资和促进美洲大陆玉米遗传资的交换。美国农业部、参与农业研究机构和跨国种子公司为其提供资金。L目的是获取有关玉米种质项目的信息并将其分享给作物育种人员，以便培育遗传性状改良的开放授粉杂交品种。玉米种质农艺性状的检测分2个阶段进行，第1阶段，在海拔03 300 m地方和横跨北纬41到南
11、纬34的32个地方，第2阶段，在64个地方（每个地方2个试验点）。这些地方代表了5种相应的气候区：低纬度热带地区、温带地区和3种不同海拔地区。L育种评价分为5个阶段10。第1阶段：每个试点，采用完全随机区组设计，14 847份属于特定区域的登记在册的玉米品系为供试材料，每小区10 m2，2次重复，种植区的环境条件材料与来地大致相同。第2阶段，通过农艺学性状评估、筛选，只保留20以上表现较好的种质，继续在2个地点种植这些种质，小区设2次重复，根据性状表现，只有5以上的种质被筛选保留下来。第3阶段，在相同的气候区域，每个国家筛选出来的最优秀的种质进行互换。在每个区域继续评价，每个区域2个地点，2次
12、重复。从相同气候区筛选出来的最优秀的品系与在每个区域独立试验检测出来的最优质的种质配置杂交组合。第4阶段：由当地试验人员在每个区域内的2个地方进行2次重复试验，以检测268份被筛选出来的玉米种质材料的配合力效应的大小。第5阶段也是最后一个阶段，筛选的最优秀的登记注册的玉米种质会被列入育种计划。最好的杂种组合和杂种资也是由L决定的。玉米育种人员获得由L确定的最有潜力的材料使用权，从而以拓宽作物的遗传基础。L建立起核心种质库，鼓励进一步使用其种质，从而扩展玉米遗传多样性11。GEM的成立时也为了将拉丁美洲地方品种和其他热带玉米种质中的有益的遗传多样性整合到美国的玉米种质库中，以拓宽美国玉米生长带的
13、遗传基础12-13。GEM的存在归功于L，因为GEM利用L筛选出来的拉丁美洲地方玉米种质资，运用这些品种资与北美私人育种公司的性状优良玉米品系进行杂交10。GEM运用系谱法培育出S3系列。GEM育种人员把这些杂交组合分为非硬性秸秆杂种优势群和硬性秸秆杂种优势群。L首先通过分享必要的信息来选择玉米基因库中登记注册的种质。GEM通过遗传基因库中的遗传材料的进一步改良来丰富遗传资。这种改良的种质进一步在美国和其他地方被用于玉米育种。在作物种质改良方面，L和GEM是国际合作和国家公益部门与私营企业合作的很好的例子。2 私营部门、公共部门和非盈利部门以及整个社会共同协作的必要性农业作物育种是一项典型的以
14、商业或品种为导向的工作，用各种作物品种来解决问题，而不是依据整个系统的广泛需要来制定育种策略。例如，玉米育种人员目前正在扩大玉米的生长范围，增加玉米在某一地区的产量。如果保持环境和谐是育种的一个重要目标，那么这需要改变一定的农业思维方式，对整个作物系统做出恰如其分的评价。完成这些目标需要私人部门、公共部门和非盈利部门以及整个社会的共同协作14。2.1 私人部门和公共部门职能的互补性私人部门育种项目擅长培育主要、有利可图的作物，有强大的规模效益来提高生产效率，并最终为农民提供种子。作为对商业育种项目的有益补充，公共和非盈利育种项目可能更多关注开发换茬作物、培育适宜面积较小的特定区域的作物、解决长
15、期和高风险问题、评估不同的遗传资，更重要的是，对育种方法进行基础性研究以提高育种效率。只有公共资助的育种项目，尤其是依托大学的项目能够在作物育种和专业领域（例如生态）提供必要的教育和培训。假若没有来自公共项目的受训学生，私人商业育种项目将面临知识贫乏的危险。相反，假若没有私有部门将来于公共部门的产品进行商业化，农民不会方便、快速地运用具有有益性状新品种15。这也说明种子生产是一项高技术、高成本风险的行业，只有那些组织有序、具有高素质科研人才、较好研究设备的种子公司才能承担得起种子生产这项工作。2.2 种子公司和公共育种需要合作尽管由于全球化的影响，目前世界上大多数育种研究和品种开发项目由私有公
16、司管理和资助，这些公司主要是一些大的跨国种子公司。公共育种人员、品种开发活动和研究在世界各地有所削落。一般而言，这意味着育种和品种开发决策中心将会逐渐减少。这也会造成一种结果，只关注相对较少的全球主要种植作物，这对其他所有种植作物的发展造成损害。至关重要的是，作为一种社会责任，各国政府和政策制定者资助开放授粉作物及小作物育种研究和品种推广很有必要。该地区更多的投资将意味着种子价格将会下降，而使种植者有更多机会去选择，同时还促进了作物多样性的保护。为了完成这些目标，公共部门和私有部门需要将新的方法运用到作物育种的研究和发展上。到目前为止，针对小规模、贫困农民的育种研究和开发项目已经由基层公共机构
17、和国家农业研究机构承担。很多国家通过利用多样化的遗传资，特别是小宗作物资，开创了多样化产品市场，为农民增收提供了机会2。然而，承担这项工作的能力取决于国家或国际的资金和技术支持，这项工作已经被这些机构的资助能力所限制。其结果是，作物育种进展的快慢在不同国家，甚至发达国家和发展中国家的不同地区都有所不同。在作物育种的领域，作物改良的过程是缓慢的，这就要求长期持久的支持，这种支持政策可能不适应如今国家和国际的资助政策的经常变化。而我国结合种业发展，制定了长期规划。为了贯彻落实国务院关于加快推进现代农作物种业发展的意见（国发20218号）和国务院办公厅关于深化种业体制改革提高创新能力的意见（国办发2
18、0_109号）精神，加强我国农作物种质资的保护和利用工作，强化农作物种质资对现代种业发展的支撑作用，农业部编制了全国农作物种质资保护与利用中长期发展规划（20_2030年），这将有利于作物改良进展。生物技术的应用有利于加快作物育种方面的进程，但在投资减少的情况下，更多先进技术的运用显著增加了研究成本。公共作物育种在全世界的作物育种研究系统的重要组成部分之一，这种现象在发展中国家更为明显。然而，私有部门育种的不断增加和国家及国际赞助的减少使公共部门很难继续靠传统方法运行。公共育种资金的减少连同作物生产量增加及城市化人口的快速扩张造成了目前这一困难情况。因此，公共部门育种必须加强。世界范围内，需要
19、更多的公共部门育种人员选育和生产那些小众非盈利的非杂交作物品种。必须继续努力做好主要作物和其他小众作物的育种。这将使小农户获益，也将有利于保证发展中国家保护生物多样性的保护和粮食安全。在私有公司对低收益品种开发不感兴趣的的领域，保持公共部门育种活力是十分必要的，全球育种计划的形成将有利于通过公私合作，扩大作物和农业育种研究投入。公共部门可能支持哪些不吸引私有部门投资的作物与农业研究开发项目，以便为私营部门有所作为的地区提供改良品种和配套技术体系，同时协助缺少育种项目地区的发展11。3 知识产权的保护应有利于合作知识产权的保护必须鼓励研究，并使物质和信息自由流通。最近几年，私人作物育种项目已经在
20、数量和规模上有了增加。对知识产权领域的关注度增加，金融投资也增加了。保护作物育种人员权利初衷是给予知识产权保护，但是不能阻碍整个育种行业进行继续研究所需信息和产品的流动16-17。传统意义上，专利是一种保护工具，它可以防止竞争对手获得本应属于专利持有者的权利，使专利发明者利益受到损害。但在现代，专利成了一种进攻性武器，它扼杀了竞争、阻止其他人进一步创新，而使自己的收益最大化16，18。美国实用型专利减缓了作物育种研究的进程，除非做研究的公司持有这项专利。这对作物育种行业甚至农业本身的发展来说是很大的倒退。权利保护应仅限于品种本身。对其他使用该品种进行研究包括进一步育种的人员不应该设置限制16，
21、18。在纯种培育之后，其他育种人员应该可以自由地使用受专利保护的品种进行杂交，也应该可以通过回交技术或基因转导手段自由地将控制经济性状的基因导入受专利保护的品种中。这将有利于通过公私合作，推进世界育种水平、保护作物遗传多样性。4 展望既然，合作对作物种质资的保护和利用非常重要。因此，为了实现更加充分的资共享和利益分享，进一步提高资利用效率。需要采用合作的方式，系统深入地鉴定评价已保存的植物遗传资，提供育种家利用，拓宽育种材料的遗传基础。尤其是在私有部门不关注的领域，公共部门育种要保持活力。这通常需要公私合作，同时也需要政府的支持。公私育种部门之间积极的联系也是必要的，以此避免可能的涉及育种者权
22、利、基因保存和侵害等冲突。另外，政策制定者与公私作物育种人员的合作伙伴关系对应对未来的挑战是很有必要的。当前的很多育种试验处于资金短缺和无组织中。需要一种集中协助的方式去有效协调资金、分享专业知识和技术项目上的进步。另外，针对开放授粉品种和非主要作物品种的研究和开发需要更多的投资，在这个领域的更多投资将意味着种植者有更多的机会去选择更便宜的品种，同时还会更多地保留作物的生物多样性；对作物知识产权的保护不能带来限制，要鼓励研究，让物质和信息自由流动。总之，只有通过合作才能有力促进种质资的保护、利用和种业的快速发展。5 【参考文献】：p 1 FOWLER C.Conserving Diversit
23、y：The Challenge of CooperationJ.Acta Horticulturae，2021，916：19-24.2 王述民，张宗文.世界粮食和农业植物遗传资保护与利用现状J.植物遗传资学报，2021，12（3）：325-338.3 ORTIZ R，MOWBRAY D，DOWSWELL C，et al.Borlaug：The Humanitarian Plant Scientist Who Changed the WorldJ.Plant Breeding Reviews，20_7，28：1-37.4 ORTIZ R，BRAUN H J，CROSSA J，et al.Whea
24、t Geic Resources Enh-ancement by the International Maize and Wheat Improvement Center（CIMMYT）J.Geic Resources and Crop Evolution，2021，55：1095-1140.5 REYNOLDS M P，BORLAUG N E.International Collaborative Wheat Im-provement：Impacts and Future ProspectsJ.Journal of Agricultural Scie-nce，20_6，144：3-17.6
25、LANTICAN M A，DUBIN M J，MORRIS M L.Impacts of International Wheat Breeding Research in the Developing World，1988-20_2R.Centro Internacional de Mejoramiento de Mazy Trigo，M_ico D F，20_5.7 ALSTON J M，MARRA M C，PARDEY P G，et al.Research Returns Redu_：A Meta-Analysis of the Returns to Agricultural R&DJ.A
26、ustralian Journal of Agricultural and Resource Economics，20_，44：185-215.8 EVENSON R E，GOLLIN D.Geic Resources，International Organizati-ons，and Improvement in Rice VarietiesJ.Economic Development and Cultural Change，1997，45：471-500.9 JACKSON M T，HUGGAN R D.Sharing the Diversity of Rice to Feed the Wo
27、rldJ.Diversity，1993，9：22-25.10 SALHUANA W，POLLAK L.Latin American Maize Project（L）and Germplasm Enhancement of Maize（GEM）Project：Generating Useful Breeding GermplasmJ.Maydica，20_6，51：339-355.11 SILVA DIAS J C.Plant Breeding for Harmony between Modern Agriculture Production and the EnvironmentJ.Agric
28、ultural Sciences，20_，6：87-116.12 BALINT-KURTI P，BLANCO M，MILARD M，et al.Registration of 20 GEM Maize Breeding Germplasm Lines Adapted to the Southern USAJ.Crop Science，20_6，46：996-998.13 GOODMAN M M.Broadening the U.S.Maize Germplasm BaseJ.Maydica，20_5，50：203-214.14 ORTIZ R，TABA S，CH？魣VEZ-TOVAR V H，
29、et al.Conserving and Enhancing Maize Geic Resources as Global Public GoodsA Perspective from CIMMYTJ.Crop Science，2021，50：13-28.15 DELMER D P.Agriculture in the Developing World：Connecting Innov-ations in Plant Research to Downstream licationsR/Proceedings of the National Academy of Sciences of the
30、United States of America，20_5，102：15739-15746.16 DIAS J S.Biodiversity and Vegetable Breeding in the Light of Develop-ments in Intellectual Property RightsM.In：Grillo，O.and Verona，G.，Eds.，Ecosystems Biodiversity，Chapter 17，INTECH publisher，Rijeka，2021：389-428.17 DIAS J S.Impact of the Vegetable Bree
31、ding Industry and Intellectual Property Rights in Biodiversity and Food SecurityM.In：Jones，A M and Hernandez，F E，Eds，Food Security：Quality，Management，Issues and Economic Implications，Nova Science Publishers Inc，Hauppauge，20_：57-86.18 DIAS J S.Impact of Vegetable Breeding Industry and Intellectual Property Rights in Food SecurityM.Prem Nath Agricultural Science Foundation（PNASF），Bangalore & New India Publishing Agency（NIPA），New Delhi，20_：173-198.第 9 页 共 9 页