一个原本抗倒、抗病、丰产性都不错的玉米品种,导入一个新的转基因性状后,原来的优势性状却可能发生变化。问题不在于“有没有把基因导进去”,而在于“导进去以后,原来的品种还能不能保持原来的优势”。为什么?拜耳种子与性状法规总监扈春阳博士在一次交流中提到,原因可能有几个。
首先,要看导入的基因本身是不是优良基因;其次,还要看它进入玉米基因组后处在什么位置。如果转化事件插入的位置与原有重要基因或调控区域存在关联,就需要进一步评估是否会对原有农艺性状产生影响。还有一个因素,是遗传背景。同一个性状,放到不同玉米品种里,表现可能并不完全一样。
这其实点出了转基因育种一个容易被忽略的问题:把性状导进去,只是开始;导进去以后,还要尽量把原来的好品种留下来。
把基因导进去,为什么还不算完?
种企手里的骨干自交系,往往已经经过多年育种和市场验证。抗倒、抗病、株型、熟期、配合力……这些性状都是原品种的价值。
现在企业拿到一个新的转基因性状,希望把它加进去。理想状态当然是:原来的优点保留,再增加一个新性状。
实际育种没这么简单。企业需要经过杂交、回交、筛选、自交等环节,逐步恢复原有遗传背景。博瑞迪的回交转育芯片,可以辅助筛查回交材料的遗传背景恢复率,提高材料筛选效率。筛选出来的材料,还要经过后代鉴定和田间试验,确认目标性状能否稳定遗传,原有农艺性状是否得到保留。
公开的转基因玉米育种专利中,曾采用6—7代以上回交、再经过约3代自交的技术路线,整个过程可能需要10个种植季、5—5.5年。这个案例不能代表所有转基因亲本的开发周期,可以看出,从导入性状到获得符合要求的亲本,仍需要经过多代选择和验证:性状导进去了,原来的抗倒、抗病、丰产性还在不在?
同一个性状,换个品种可能就不一样
一个性状在某个玉米品种上表现良好,并不意味着换到其他遗传背景中,也能取得同样的效果。扈博士提到,不同玉米品种的遗传背景存在差异。因此,同一个转化事件导入不同品种后,性状表现以及对原有农艺性状的影响,都需要具体评估。
企业需要逐个验证:这个性状在新的遗传背景中表现如何?分子检测如博瑞迪亲本提纯芯片可以辅助确认目标序列或转化体是否存在,检测结果不能代替田间表现评价。一个性状在特定遗传背景中能否稳定发挥作用,最终还要通过田间试验来验证。
△玉米亲本提纯液相芯片产品信息。©博瑞迪
性状导入了,还要看有没有“固定”
还有一个容易和制种混在一起的问题:育种材料阶段的性状固定。
扈春阳博士举了一个例子。如果耐草甘膦性状在育种材料中没有充分固定,后代材料里就可能出现有些植株带性状、有些植株不带的情况。喷施草甘膦后,携带该性状的植株可以正常生长,而未固定该性状的植株可能受到影响。
这里的问题不是商业种子混杂,而是育种材料本身还没有稳定下来。
检测到目标性状,不代表育种材料已经稳定。企业最终需要的是一个稳定的材料——育种阶段解决的是“这个性状能不能稳定遗传”,制种阶段解决的则是“这批种子是不是该品种、是不是应该带有这个性状”。
只有目标性状在育种材料中稳定遗传,后续的商业化制种才有可靠的亲本基础。
转基因以后,种子纯度又多了一层
到了制种环节,问题又变了。普通杂交种首先要回答:这是不是这个品种?
转基因种子还要回答:是不是这个品种应该携带的那个转化体?
农业农村部发布的玉米认证种子质量要求,对品种纯度和转化体性状纯度分别提出了要求。玉米自交系原种的品种纯度要求不低于99.9%,抗虫、耐除草剂转化体性状纯度也分别要求不低于99.9%;大田用种的品种纯度要求为99.0%,抗虫转化体性状纯度为98.0%,耐除草剂转化体性状纯度为99.0%。
也就是说,转基因种子的质量控制,多了一层转化体身份。
2025年9月1日起实施的GB/T 3543.12—2025,已经将“转基因种子测定”单独纳入种子检验规程。与此同时,农业农村部推进品种全链条管理,进一步强化亲本来源、DNA指纹和育种过程审查。转基因品种的质量控制正在从单一的“种子纯度”,扩展到亲本、品种身份和转化体身份的全链条管理。
△ 博瑞迪亲本提纯业务。 ©博瑞迪
前面还有亲本筛选、田间管理,后面还有加工、批次管理和追溯。
如果一家企业同时生产多个品种、多个转化体,质量管理就不能只盯着品种身份,还要核对品种与目标转化体是否匹配。
最后,才是一袋可以卖的种子
把整个过程串起来看,一个转基因性状真正变成商品种子,要解决的其实是三件事:性状能不能稳定导入?原来的品种能不能保住?最终能不能稳定做成合格种子?
前两件事是育种问题,最后一件事是生产和质量管理问题。
转基因商业化增加的,不只是一个新性状,还包括从遗传背景恢复、亲本固定到制种、检测和追溯的一系列工作。
一个转基因事件,离一袋好种子,中间还隔着一个亲本、一套育种体系,以及最后那道质量控制关。
好性状只是起点。
把好性状做成一袋稳定的好种子,才是商业化真正要过的关。
育种技术专栏-博瑞迪专刊
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