植物育种进入5.0时代

最近两年，许多学者讨论了作物育种史，我见到的最早的一篇是国际种子联盟秘书长迈克尔·凯勒在2017年第23卷第3期《亚洲种子》杂志上提出的“植物育种创新”讨论，用图1总结了植物育种的里程碑事件。

图1 植物育种的里程碑作者将上图翻译成表1。表1 植物育种的里程碑里程碑内 容时间重大事件作物驯化农民选择最好的野生物种培育成作物公元前1万年小麦的驯化基于杂交育种的植物育种结合双亲的优良性状培育改良品种1865孟德尔定律杂交种培育用两个遗传不同的个体培育优良杂交种1926杂交玉米诱变育种用化学或辐射方法处理植物培育新品种1940抗枯萎水稻基于遗传操作的植物育种通过直接操作DNA培育新品种1953认知DNA结构转基因引进外源基因到植物中1994抗虫棉花分子标记辅助选择定位植物的目标性状便于选择和育种2004抗黄矮病病毒小麦靶标育种用基因组编辑等现代工具精准育种现在糯玉米我见到谈及育种史的第二位学者是美国康奈尔大学玉米遗传育种学家、美国科学院院士 Edwards Buckler 教授，在2018 年初提出了“育种4.0”的理念，即作物育种技术的发展伴随人类社会的进步已经历了 3 个标志性阶段，目前正跨入第四个阶段。如图2所示。该学者还在华中农业大学就此进行了专题报告。

图2  育种的四个时代作者将图2翻译成表2。表2  植物育种1.0-4.0（Edwards Buckler，2018）Breeding 1.0Breeding 2.0Breeding 3.0Breeding 4.0Incidental selection by farmersStatistical and experimental design to improve  selection effortIntegration of genetic and genomic data; current state  of the artAbility to combine any known allels into optimal  combinations; will be reached soon for some crops农民的有意识选择通过试验设计和统计分析改进选择效果综合遗传和基因组数据，育种的现状快速聚合有利等位基因创建最佳基因型集合；某些作物很快实现作者见到的关于育种史描述的第三个是图3，未见到原始出处。

图3  作物遗传改良史作者将图3翻译成表3。表4  作物遗传改良史时间育种技术内容10000年前系统育种人类开始通过选择性繁殖进行作物驯化18世纪杂交育种农民和科学家开始进行种内杂交育种1940-1950年代诱变、倍性育种育种家和研究者开始寻求用其他手段将遗传变异引入植物基因库中1980年代研究人员开发了更为精准可控的遗传工程方法创造具有期望性状的植物1990年代转基因育种首例转基因作物进入市场1920-1960年代*杂交种育种育种家开始探索利用人工去雄或雄性不育生产杂交种以利用种内杂种优势*作者认为应补充的。国内学者邓兴旺教授2018年9月17日也讨论了育种史，见图4。

图4  作物育种历史与发展趋势图4也可以表达为表4。表4  植物育种史（邓兴旺，2018）年份育种方法特点1761常规杂交育种从一到二1930诱变育种从慢到快1987转基因育种从无到有1998分子标记辅助选择从种子到收获2003分子设计育种从种子到收获2013CRISPR/Cas编辑育种从随机到精准