赴国际玉米小麦改良中心和加拿大农业部研究中心考察报告

万书波　朱建华　阮怀军　等

中图分类号：S-1文献标识号：A文章编号：1001-4942（2014）10-0125-03

应国际玉米小麦改良中心主任Thomas Lumpkin和加拿大农业国际合作局罗伯特·帕哲尔（Robert Patzer）主任的邀请，以万书波院长为团长的山东省农业科学院科技考察团一行6人，于2014年8月7日至14日赴墨西哥、加拿大，对国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）和加拿大农业部萨斯卡通研究中心进行了考察访问。

1考察访问的基本情况

1.1对国际玉米小麦改良中心的考察访问

国际玉米小麦改良中心（简称CIMMYT）是国际农业研究咨询委员会（CGIAR）所属的一个非盈利性国际农业研究和培训机构，成立于1966年4月12日。主要任务是通过提供经过改良的种质资源、培训科学家、信息服务和咨询来提高第三世界国家玉米和小麦生产数量和质量以及农业科研水平和自然资源利用率，以推动第三世界粮食生产的发展。CIMMYT总部设在EL Batan，位于墨西哥城西北方向45千米处，是CIMMYT的科研和培训中心。CIMMYT的决策机构为理事会，由世界知名农业科学家和政府高级官员组成。具体科研和管理则在中心主任的领导下进行，下设两位副主任分管科研和行政管理。主要研究机构有玉米项目部、小麦项目部、社会经济项目部、保护性农业项目部、种质资源项目部、分子生物学实验室、计算机信息服务室等。由于玉米和小麦占第三世界国家粮食作物面积的40%以上，更重要的是CIMMYT在玉米、小麦改良方面的巨大成就，CIMMYT在国际农业界享有崇高的声誉，被誉为“绿色革命的摇篮”。现在直接利用CIMMYT小麦或用其作为亲本所培育的品种占发展中国家小麦面积的60%以上。CIMMYT创造的小麦育种系列方法被世界各国育种家广泛采用，极大地提高了育种效率。来自100多个国家的科学家约10 000多人参加过CIMMYT的各种培训。由于贡献卓越，CIMMYT的科学家Borlaug在20世纪70年代获得诺贝尔和平奖，在21世纪又有两位科学家获得世界粮食奖。

小麦和玉米是山东省两大粮食作物，是我国小麦和玉米主产省（区）之一，山东省小麦和玉米科研与生产在全国农业生产中有着举足轻重的地位。近年来，CIMMYT十分重视同我省、我院玉米和小麦育种和栽培的合作研究与交流，先后资助我院10多人次到CIMMYT进行培训、考察和合作研究，CIMMYT也有多名科学家到我院访问、交流。我院与CIMMYT一直保持着紧密、友好的合作与交流关系。

8月8日我院代表团对墨西哥国际玉米小麦改良中心进行考察访问期间，受到了中心副主任Marianne Banziger博士、主任助理Shindler、全球玉米项目组主任Boddupalli博士和小麦项目组主任Hans Braun博士，以及在此工作的中国专家郝元峰、张学才、兰彩霞等的热情接待。因中心主任正在美国出访，中心副主任Banziger代表CIMMYT和中心主任介绍了近年来CIMMYT与中国的合作情况；主任助理Shindler具体介绍了国际玉米小麦改良中心的机构设置、发展历程、玉米小麦研究进展和发展趋势及国际合作与交流等基本情况。据了解，目前CIMMYT在中国北京、四川、宁夏和云南设有办事处。会谈中万书波院长向对方介绍了山东小麦、玉米生产的优势及我院的科研情况，提出在玉米、小麦等相关领域合作研究、共建联合实验室、种子资源交流交换、联合鉴定及人才培训等方面开展深入合作研究的愿望。随后，张学才和郝元峰博士分别介绍了玉米研究项目、小麦研究项目的组织管理、最新研究进展及发展趋势，并与我院代表团进行了充分交流。双方一致同意在小麦赤霉病和玉米粗缩病的防治等方面率先开展前期合作研究。

考察团一行还参观访问了种质资源库、生物技术中心、数据信息实验室、谷物品质实验室，与有关专家进行交流。

1.2对加拿大的访问

加拿大幅员辽阔，国土面积约998万平方千米，耕地面积6 800万公顷，总人口为3 520万（2013年）。加拿大粮食生产以小麦为主，其他还有大麦、燕麦、玉米和油菜等。农业和农产品是加拿大经济的重要组成部分和主要出口产品，在农业生产总值中，种植业产值约占62%，其中小麦产量的70%和大麦产量的近20%用于出口。加拿大是世界最大的粮食出口国之一，是仅次于美国的第二大粮食援助提供国。加拿大农业集中在南部与美国毗邻的400多千米狭长地带，即通常所说的“大草原地区”，阿尔伯塔（Alberta）、萨斯喀彻温（Saskatchewan）和马尼托巴（Manitoba）三个省是粮食主产区，农田面积占全国的3/4，小麦产量占全国的95%，大麦占全国的90%。另外一个重要农区是“中部地区”，即安大略和魁北克两省，土壤富庶，气候也较温和，主要生产饲料作物，特别是玉米，此外还有大豆、燕麦和大麦。

由于大型家庭农场和高度发达的机械化相结合，加拿大农业生产率很高，一个农业劳动力年平均生产134吨粮食，2.4吨牛肉，3吨多猪肉和近13吨牛奶。目前，加拿大的农场总数约为25万个，绝大多数是家庭农场，平均规模在300公顷。机械化程度高，各种大型和高功率的农机具互相配套，许多田间作业一次完成，以节省人力、降低成本。机械化也促进了农业向专业化方向发展，越来越多的农场只生产一种农作物或饲养一种畜牧，传统的混合型农场逐渐减少。

加拿大注重农业科研和对农业科研的投入。在联邦一级的自然科学工作者中，农业科技人员居第1位，占总人数的28%；联邦政府对自然科学的总投入中，农业科研约占12%。加拿大农业与农业食品部科学研究院按照生态和作物产区设立19个研究中心，承担全国半数以上的研究课题。面对加拿大寒冷、无霜期短、疆域广的特点，科研人员培育了许多优良农作物品种，并在可持续性农业发展、环境生态、畜牧生产、食品加工、国际农业交流合作等方面做出了贡献。

在加拿大农业部萨斯卡通研究中心，考察团与加拿大农业部负责研发与技术转让的Bruce Mcartjur博士商讨了双方开展科研合作、人才培养、种质交流等事宜，考察了国家植物基因资源中心的种质资源保存设施、作物种质资源抗性鉴定室、致病菌种分离及保存中心、资源数据管理中心和资源登记分发室等关键部门及研究室。基因中心种质库主任Diederichsen博士介绍了中心的基本情况和加拿大农作物种质资源保护和利用策略。该资源中心主要开展种质资源的收集保存、繁殖更新、评价鉴定、分发和遗传多样性研究等工作，现保存有980种11多万份种质资源，主要包括大麦、燕麦、小麦、牧草、十字花科作物、谷子、亚麻、大豆等作物，部分重要资源送到挪威全球种质库进行了备份。工作库（中短期库）保存条件为温度4℃、相对湿度10%～20%，纸袋保存；长期库保存温度-18℃，湿度不控制，用铝箔袋密封保存。Gary Peng 研究员介绍了其研究团队在作物抗病鉴定、种质资源创新等方面的研究进展，双方就种质资源的保护繁育、种质库管理方式及利用技术等问题进行了讨论和交流，并就通过互访、资源交流等方式积极开展国际项目合作并共同促成种质资源领域科技发展达成了意向。对于本次考察，加方非常重视，在前期准备的基础上，选择了30多份种子资源与我院资源中心交换。

代表团还参观了加拿大光源国家同步辐射研究中心（Canadian Light Source National Synchrotron Research Facility），并拜会了加拿大农业部半旱作研究中心首席科学家甘延太教授和美国杜邦-先锋加拿大公司陈刚博士，商讨了合作事宜。

2主要体会与建议

2.1新病害是全球作物遗传改良工作面临的重大课题

当前，引起国际广泛关注的是起源于非洲的秆锈病新小种Ug99。秆锈病是小麦的重要病害之一，由于CIMMYT及其它国家成功培育并推广了抗秆锈病小麦品种，至20世纪70年代秆锈病逐步降为小麦的次要病害。但1999年在乌干达发现了一种致毒性极强的秆锈病新小种Ug99，可以侵染世界各地的主要小麦品种，有可能对全球小麦生产带来毁灭性影响。2005年9月，CIMMYT和ICARDA（国际干旱地区农业研究中心）联合成立了国际锈病协作网，负责全球范围的小麦锈病研究。2007年3月6日，联合国粮农组织主持召开了防止Ug99传播的国际专题研讨会，要求各国政府密切关注Ug99的潜在危害，与国际锈病协作网紧密合作，防止其进一步传播，并制定了相应工作计划。Ug99的出现也引起了我国农业部的高度重视，曾对此做过专门批示。CIMMYT北京办事处将我国冬春麦区的392份主栽品种和优异高代品系在肯尼亚进行了抗病性鉴定，结果只有我院育成的济麦20表现高抗Ug99。目前，我院积极与国际锈病协作网合作开展秆锈病遗传改良研究工作。

2.2大幅度提高作物单产仍是作物遗传改良重要目标

随着社会发展，粮食供需矛盾越来越突出，在耕地面积日趋减少、人口不断增加的情况下如何大幅度提高单产增加总产满足需求是作物遗传改良面临重大而艰巨的任务。墨西哥是玉米的起源中心之一，拥有丰富的玉米资源，现在仍然能在野外发现野生玉米， CIMMYT正致力于挖掘开发利用玉米野生资源的优异基因，以提高玉米品种抗逆性和产量潜力。为提高小麦产量潜力，近年来CIMMYT提出了小麦种质资源大规模系统鉴定和超高产育种的目标。通过本次考察访问，我院加强了对CIMMYT特异资源和育种新技术新方法的引进力度，为我院玉米、小麦遗传改良尤其是产量潜力的遗传改良提供了物质和技术基础，这将极大促进我院玉米、小麦改良工作的发展。

2.3生物技术在提高作物抗逆性、品质、产量等方面潜力巨大

现代生物技术可以打破物种界限，在作物品种的抗性、品质、产量等性状协调改良方面已显示出巨大潜力，被称为人类历史上应用最为迅速的重大技术之一。CIMMYT和加拿大农业部门都非常重视发展生物技术，在小麦抗旱，玉米、油菜抗病等研究方面有一套比较成熟的技术体系。我们应加强分子技术研究力度，深化国际合作与交流，争取率先在大宗作物的高产、优质、抗病抗逆转基因育种方面获得突破，为保障粮食安全提供强有力的科技支撑。

2.4种质资源收集保护突出重点，开放共享

依据农业和生物多样性有关公约和协定，面向全世界收集种质资源，通过互换种质资源进行国际合作与交流，可面向全球提供免费种质资源分发服务。但同时又应注重本国的生产实际，优先交流本国急需和数量稀少的种质资源，重点收集核心种质资源。 加拿大植物种质资源保护、分发工作成绩突出，主要得益于本国政府的高度重视、稳定投入和统一规划。

加拿大在种质资源保护方面的发展思路和管理措施值得我们学习借鉴：一是稳定持续地支持种质资源研究工作。种质资源保护研究是一项公益性事业，社会经济效益巨大。设立长期稳定的专项经费是种质资源保护和研究工作的必要保障。二是加强特色种质资源的收集和保存。根据我省目前的作物生产情况和当前国家的战略部署，突出地方特色，避免重复建设、重复收集。三是加强资源共享，完善管理利用机制，不断提高种质共享利用效率。四是加强种质管理信息化、自动化建设。

2.5推广保护性农业技术，促进农业可持续发展

保护性农业技术措施主要包括：免耕或少耕，以保护土壤结构；秸秆还田，既可以保护土壤免受侵蚀，又可以培肥地力，改善土壤结构和蓄水通气性能；实行轮作，减少病虫害发生，从而减少农药使用量，保护生态环境。推广保护性农业技术可降低生产成本，增加收益。 目前，保护性农业技术主要在美国、加拿大、澳大利亚、巴西和阿根廷等一些发达或比较发达的国家推广，而广大的发展中国家由于配套机械缺乏等原因，其推广受限。随着国力的提高，我国应加大保护性农业技术的推广力度，保护生态环境，促进农业的可持续发展。

2.6创新管理机制，实现高效管理

借鉴发达国家先进管理经验，特别是在新品种培育方面，尽快建立各个环节和层次创新的激励机制，减少重复，避免小而全、大而全，有所为、有所不为。

总之，通过这次考察访问，既增进了我院与国际学术组织间的交流，也加深了对CIMMYT和加拿大的相关科研进展的了解和认识，对促进我院农业科技产业的发展将起到重要作用。建议在院统一协调下，鼓励相关研究所与对方相应机构开展实质性合作，确定重点合作领域，鼓励相关研究所特别是作物类研究所和资源中心等单位，积极争取国家相关国际合作项目的支持。加拿大光源国家同步辐射研究中心建立的光源新技术在农业科研上的应用前景十分看好，我院作物栽培、植物营养和病虫害防治等学科应重视和利用这一新技术，提高研究水平。