为了寻求和加强北京大学现代农业研究院与国际农业研究机构的国际合作，院长邓兴旺院士、副院长张兴平博士、资深研究员徐云碧博士三人组成的考察团，于2024年8月19-20日对国际玉米小麦改良中心（CIMMYT）进行了为期两天的考察、访问和交流。与一般只有半天或一天的短暂访问不同，本次访问包括两天饱满的日程，是一次对CIMMYT的深度专访。CIMMYT根据考察团的访问要求，曾三次修改访问计划。

图1 院长邓兴旺院士、副院长张兴平博士、资深研究员徐云碧博士三人考察CIMMYT时在CIMMYT大门前合影（左）、标准化试验基地旁的CIMMYT行政楼（右）

国际玉米小麦改良中心的西班牙文全称是Centro Internacional de Mejoramiento de Maizy Trigo (CIMMYT)。该中心是国际农业研究协商小组（CGIAR）下属16个国际农业研究中心之一，是一个非营利的国际农业研究和培训机构（https://www.cimmyt.org/）。中心成立于1966年。总部设在墨西哥的埃尔•巴丹（EI Batan)。CIMMYT致力于解决未来的问题。其使命是通过应用农业科学，特别是在全球南方地区，建立稳固的合作伙伴关系，改良主粮和杂粮作物（如玉米、小麦、高粱、谷子、鹰嘴豆和花生等作物）生产系统的数量、质量和可靠性。这种合作提升了数百万贫困农民的生计轨迹和韧性，同时努力实现更具生产力、包容性和韧性的农食系统。

作为CIMMYT的主要目标作物，玉米和小麦为全球数十亿人提供生命保障，两大作物每年产生近500亿美元的贸易，覆盖近4亿公顷的土地，占世界耕地面积的约四分之一。CIMMYT有来自全球52个国家的1185名职员。它在全球88个国家有合作项目，具有数百个合作伙伴。2022年CIMMYT的研究工作产生了65个玉米和62个小麦品种。可计算的年经济效益为35-40亿美元。

根据2023年的统计数据，CIMMYT的研究得到国际机构（联合国粮农组织、世界食物项目、国际发展协会等）、国际基金会（比尔梅琳达盖茨基金会、洛克菲勒基金会等）、挪威、瑞士等国政府、各国政府机构（美国国际开发署，英联邦科学与工业研究组织，美国、日本、中国和印度等国的农业相关部门）共65家单位的资助。2023年实现总运行经费1.37亿美元。

考察第一天

正式访问开始前，CIMMYT 所长办公室主任 Isabel Vianey Peňa Mendoza女士带领考察团参观了CIMMYT博物馆。多年来，CIMMYT一直致力于农业科研人才的培养，通过举办培训班、接受访问学者和合作培养研究生，为发展中国家培养了大量人才，其中累计为我国培养人才300余人次。”

CIMMYT的创始人是诺曼•布劳格。1944年，布劳格参加由洛克菲勒基金会扶持的墨西哥农业项目，主要任务是提高墨西哥小麦产量以实现粮食自给。布劳格通过“穿梭育种”与矮化育种相结合，培育出抗锈抗倒的高产小麦，帮助墨西哥在1956年实现了有史以来第一次粮食自给。1962年布劳格试图在交战中的印度和巴基斯坦推广高产小麦品种，但当地政府却认为这会使“西方植物取代本地之父”予以拒绝。直到1965年，战争导致印巴地区饥荒加剧，才放开管控，让小麦新品种得以推广。随后，该地区的小麦产量以每年70%的速度增长，使印度在1971年实现了粮食自给，几十年来粮食产量翻了4倍。此外，布劳格的小麦增产技术还陆续被引进到更多第三世界国家，有效地解决了各地的粮食安全问题。1970年，布劳格获得了迄今为止农业领域的唯一诺贝尔和平奖。据估计，布劳格的农业技术在世界上先后拯救了至少10亿人的生命，他是世界上拯救过最多生命的人。

图2 考察团参观CIMMYT博物馆

访问伊始，CIMMYT安排资深的全球小麦项目（Global Wheat Program, GWP）主任Kevin Pixley博士详细地介绍小麦的种质资源收集、保存、管理和分发，品质和抗病抗逆育种，保护性耕作等。该项目的副主任Carolina Saint Pierre博士陪同一起讨论和交流。讨论结束时，邓兴旺院长代表研究院向CIMMYT赠送具有象征意义，刻有中国地图和“北京大学现代农业研究院”中、英文字样的水晶球以及代表潍坊特色的“风筝”饰品。连同印制有研究院字样的手提袋将作为纪念品保留在CIMMYT全球小麦项目办公室。

图3 考察团与全球小麦项目主任Kevin Pixley博士进行交流（左）并向CIMMYT赠送礼品（右）

作为参观访问的第一站，考察团参观了CIMMYT Wellhausen & Anderson 种质资源中心。玉米种质资源库负责人Alberto Chassaigne和Carolina Sansaloni博士接待了考察团。Sansaloni博士详细地介绍了CIMMYT种质资源的收集、保存、管理和分发。CIMMYT收集和保存了来自全世界的玉米和小麦种质资源，包括各种野生和近缘种、农家种，拥有全球最丰富的资源库。考察团对CIMMYT服务全球、向全世界免费发放资源的做法留下深刻的印象。

图4 考察团参观CIMMYT种质资源库

同时，为了开展在世界各地的测试和联合育种，CIMMYT每年通过国际试验网络向全世界分发数以百万份的种子，包括育种中间材料和品种。这些材料经过测试或用作品种在当地直接推广或用作育种材料。考察团对CIMMYT大规模的全球性测试和公益活动赞叹不已。

图5 CIMMYT员工正在准备分发给世界各测试点的小麦材料

接下来，小麦育种家Julio Huerta博士介绍了生物硝化抑制（BNI）及其在小麦上的应用。‌BNI是指植物通过根系分泌具有抑制硝化作用的天然化合物。其机制主要涉及植物根系的分泌物，其中的化合物能够抑制土壤中的硝化作用，从而减缓氮素转化，降低氮素流失。这不仅有助于提高作物产量，还能减少对环境的负面影响，如减少硝态氮淋失和一氧化二氮排放。BNI的发现和应用，为提高农业生产率提供了有效的手段，尤其在提高氮肥利用率、减少温室气体排放、保护环境等方面展现出巨大的潜力‌。

图6生物硝化抑制（BNI）项目介绍（左）以及小麦A、B、D基因组的代表性材料

小麦锈病一直是影响墨西哥和全球小麦生产的重要病害。小麦锈病分子遗传和病理学项目的Naeela Qureshi博士给考察团介绍了小麦锈病的分子遗传与育种，包括锈病孢子的培养、接种和鉴定等详细步骤。与赤霉病及麦瘟病等病害研究不同，在CIMMYT小麦锈病团队是育种的一部分，完全融合在育种团队中，这是当年从布劳格那里传承下来的。

图7 小麦锈病项目介绍（桌上展示条锈、叶锈和秆锈）

在第一天（8月19日）上午的最后环节，考察团参观了CIMMYT小麦品质实验室，听取了实验室主任Itria Ibba博士关于如何通过改良禾谷类作物的生产和营养以获得健康和平衡的膳食的介绍。CIMMYT具备世界一流和实用的小麦品质检测的仪器和设备，可以用于不同种类、不同用途小麦的品质分析。

图8 CIMMYT的小麦品质分析以及不同品质的小麦类型和产品

中午，考察团在来自中国的小麦病理学家何心尧博士的陪同下，与CIMMYT中国访问学者和留学生共进午餐。午餐前考察团成员与部分访问学者和留学生在生物技术大楼和诺贝尔奖获得者布拉格博士的雕像前合影。

图9 考察团与CIMMYT中国访问学者和留学生合影

第一天（8月19日）下午的参观交流活动由小麦分子育种实验室主任Susanne Dreisigacker 博士开启。她系统地介绍了小麦分子育种实验室如何采用现代分子育种工具和技术加速小麦的遗传改良，特别分享了实验室在不同的育种阶段如何实施分子标记辅助选择和全基因组选择。

图10 考察团参观小麦分子育种实验室

随后，高通量基因型检测专家Cesar Petroli 博士介绍了数据驱动的遗传多样性分析及其相关检测设备，重点介绍了CIMMYT长期以来与Diversity Arrays Technology (DArT) 的合作及其基因型检测服务。他预测随着测序技术的进步，DArT基因型检测技术也会与时俱进，不断改进和提升，以适应基因型检测领域的竞争，从而为内部和外部客户提供高效、低成本的分子标记检测服务。

图11 考察团听取高通量基因型检测设施的介绍

在参观了小麦分子育种实验室及其基因型检测设施之后，考察团成员与CIMMYT小麦专家们一起讨论了如何利用分子标记数据于育种。大家特别关注不同育种阶段的分子标记辅助选择、基因型检测成本、分子育种效率以及如何与其他育种技术相结合，实现小麦年度遗传进展（增益）达到2%以上。

第一天的最后一个环节，考察团与CIMMYT杰出科学家、小麦生理项目主任Matthew Reynolds 博士就小麦生理研究进展进行了广泛而深入的交流。Matthew系统地介绍了小麦生理育种，特别是与抗旱性等有关的耐逆育种。他还十分高兴地分享其与全球小麦项目（GWP）前主任Hans-Joachim Braun博士共同主编的“小麦遗传改良：日益变化气候下的食品安全（Wheat Improvement：Food Security in a Changing Climate）”，并在赠送给张兴平副院长的著作上签字留念（该书全文可从下列网址下载：https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-030-90673-3）。晚上，Matthew邀请考察团与其一起共进晚餐。

图12 Matthew Reynolds 博士介绍小麦生理育种并赠送Wheat Improvement专著

考察第二天

第二天（8月20日）一大早，CIMMYT主任办公室临时给考察团增加了一个参观项目——在Noemi Valencia博士的带领下参观种子健康实验室。该实验室的任务是根据种质资源索求国家的要求进行病虫害检测，并提供墨西哥政府认可的检测报告，以便获取种子出口检疫证。根据不同国家的检疫要求，在种子分发前，实验室要进行各种检疫病虫害的检测，以确保发送给世界各地的种子符合相关的检疫要求。考虑到CIMMYT每年向全世界免费分发其基因库保存的数以万份计的种质资源，这种认真负责、一丝不苟的精神让考察团成员肃然起敬。

图13 种子健康实验室关于植物病虫害检疫检测的介绍

除了大量实验设施和研究项目的考察外，CIMMYT还给考察团安排了田间参观考察活动。CIMMYT总部所在地70 公顷的试验地种植了主要作物玉米和小麦。考察团首先来到小麦育种示范区。高级科学家、小麦育种家Velu Govindan博士详细讲解了示范区所种植的CIMMYT全球小麦项目历年来育成并在世界各地推广的小麦品种及其骨干亲本。曾经在不同时期和国家得到广泛种植并发挥重要作用的小麦品种就像放电影一样，一一展现在考察团成员的面前。

图14 考察团在位于CIMMYT行政楼前的小麦育种示范区参观

在玉米育种示范区，以高原热带玉米育种材料为主的示范区给考察团成员完全不同的感受。来自津巴布韦的玉米育种家 Thanda Dhliwayo 博士带领考察团深入高大的玉米丛中，体验了高原热带玉米的狂野特征以及墨西哥人民对高品质农家品种的热爱，也从中感受了CIMMYT全球玉米项目为满足不同生态区域、不同人文环境下的玉米需求而培育特别适应性的品种，包括满足墨西哥等拉丁美洲国家对不同类型玉米食品的需求。

图15 考察团参观高海拔热带玉米育种示范

随后，考察团来到一块特别的试验区域。CIMMYT地理信息系统实验室主任Kai Sonder博士解析了长期以来CIMMYT可持续性生产实践项目的开发、评估、示范和推广。该项目涉及玉米、小麦、豆类、作物轮作和作物多样化，发展可持续性、高效和韧性耕作措施的技术创新。考察团认真察看了一块连续免耕留荘栽培小麦20多年的试验小区，只见水土保持良好、小麦长势喜人。

图16 考察团考察CIMMYT可持续性生产实践项目和小麦连续免耕留茬栽培试验圃

在一片组织有序、整齐划一的小麦试验地里， CIMMYT小麦病理学家何心尧博士介绍了小麦赤霉病的评价、鉴定、遗传和改良。作为影响小麦生产的重要病害，小麦赤霉病受到CIMMYT的持续重视，成立了专门的研究小组，建立了一整套流程化的病原菌培育、人工接种、喷雾保湿、田间鉴定、抗性选择和育种的技术体系。

图17 考察团参观小麦病害试验圃

在小麦病害实验室主任的办公室里，Pawan Singh 博士侃侃而谈，介绍了CIMMYT的麦瘟病研究进展。麦瘟病是1985年在南美洲出现的一种小麦真菌病害,目前已成为南美洲的主要病害之一，在麦瘟病发病严重区域可导致小麦减产高达100%。抗麦瘟病的小麦资源和基因较少，且麦瘟病菌对甲氧基丙烯酸酯(QoIs)类杀菌剂具有较强的耐性。2016年和2018年发生的两次麦瘟病扩散事件导致其蔓延至亚洲孟加拉国和非洲赞比亚。因此，监测、延缓、抑制其传播对有效控制麦瘟病意义重大。

图18 小麦病害实验室主任Pawan Singh 博士介绍CIMMYT麦瘟病研究进展

结束8月20日上午的田间参观考察后，考察团与CIMMYT全球小麦项目主任Kevin Pixsley博士、小麦全球项目副主任Carolina Saint Pierre博士、分子育种实验室主任Susanne Dreisigacker博士、所长办公室主任 Isabel Vianey Pena Mendoza女士等一同共进午餐，考察团一边享受墨西哥食物，一边分享考察中的所见所闻，不时咨询相关的技术和管理问题。

遵循国际规则，严格监管，保障生物安全，是CIMMYT等国际农业研究机构在生物技术领域一直恪守的重要原则。8月20日下午，考察团参观了CIMMYT的转基因和基因编辑设施。精准遗传学实验室主任、首席科学家Anindya Bandyopadhyay博士介绍了他的研究团队以及如何利用现代育种技术改良重要禾谷类作物的生产、营养和健康，重点讨论了基因编辑育种及其国际合作。

图19 考察团在CIMMYT精准遗传学（基因编辑）实验室参观交流

长期以来，CIMMYT在向全世界免费发放和分享种质资源的同时，不断通过各种形式为发展中国家培养人才，包括研究生和访问学者。由于CIMMYT没有独立的学位授予权，其研究生的培养都是通过与大学合作来实现的。CIMMYT小麦培训协调人Karina Frank女士给考察团介绍了CIMMYT的能力建设和小麦培训工作。培训工作的特点就是结合小麦生产需求，由相关领域的项目科学家主导。随后，CIMMYT人力资源部主任Jean Flavien Le Besque先生介绍了中心的学术和能力建设以及全球培训，重点讨论中心是如何通过和利用国际合作项目开展培训的。

图20 CIMMYT的能力建设和人才培训（上图：小麦培训；下图：CIMMYT的学术和能力建设与全球培训）

潜在合作领域工作会议

在访问的最后环节，在Sasakawa会议室召开了CIMMYT和北京大学现代农业研究院潜在合作领域工作会议。首先，研究院副院长张兴平博士系统地介绍了研究院的建设和发展，包括重大设施设备、试验基地、人才队伍、国家重点实验室、国际合作基地的建设、科普和公共服务以及建院以来取得的重要进展和成果；徐云碧研究员介绍了研究院主持的培训项目和会议，包括分子育种研修班（Molecular Breeding Academy, MBA）和峡山会议（Xiashan Conference）。随后，双方讨论了在科学研究和国际培训领域可能开展的合作，包括重点开展小麦基因组学和分子育种国际合作以及分子育种国际培训活动。CIMMYT全球小麦项目主任Kevin Pixley博士，杰出科学家、小麦生理项目主任Matthew Reynolds 博士，CIMMYT全球小麦项目副主任Carolina Saint Pierre博士，精准遗传学实验室主任Anindya Bandyopadhyay博士、小麦病理学家何心尧博士以及部分中国留学生和访问学者参加了座谈和讨论。最后大家合影留念。

图21 北京大学现代农业研究院与CIMMYT潜在合作领域工作会议

在考察交流的最后环节，CIMMYT和PKU-IAAS双方就开展国际合作事宜进行讨论和交流，并期待尽快完成合作协议的签署。

向国际农业研究机构学什么？

经过两天的密集考察以及与CIMMYT员工和中国学生学者的密切接触和交流，考察团成员感受到作为一个重要的国际农业研究机构，CIMMYT有很多值得我们学习和借鉴的地方。总结起来可以归纳为以下几点：

1.服务全球的视野：

跨入CIMMYT的接待大厅，首先映入眼帘的是几个填满了玉米和小麦籽粒大型方形塑料筒柱，不同柱子的填充高度反应了不同时期世界粮食作物的产量和未来粮食的需求量。这些巨型筒柱不仅令人耳目一新，也让人直观感受到世界粮食安全问题的压力。CIMMYT正是以解决全球粮食安全为使命，致力于玉米小麦的遗传改良和生产力的提升。

图22 CIMMYT接待大厅展示的世界粮食产量生产及其需求预测

2.高标准的操作规程

CIMMYT在服务全球的使命中，建立了符合国际标准的转基因和基因编辑设施，在种质资源交流和分发中严格执行国际检疫法规定的相关作物检疫措施，在全球品种联合试验中严格执行品种测试的规范和标准，在田间试验中采用严格的田间试验设计和管理，管控环境的一致性，田间试验操作最大程度地实现机械化操作，包括播种和收获。同时开发和分享了重要的操作流程，包括小麦赤霉病田间接种和喷雾保湿、小麦温室锈病培养和接种、玉米单倍体诱导和DH育种等。他们实验室、温室和田间管理的整洁、规范和高标准給考察团留下了深刻印象。

3.以市场和需求为导向的科研

CIMMYT的科学研究坚持市场导向。CIMMYT联合相关国家的科学家，开展适应不同生态地区的育种，聚焦不同地区的病害和抗逆性，比如玉米育种可以细分为低海拔热带育种、亚热带和中高海拔热带育种、高海拔热带育种等。他们的很多项目都有企业和社会团体的参与和资助。

4. 聚焦发展中国家的育种体系

CIMMYT以解决发展中国家的需求为己任。典型的例子就是通过穿梭育种，实现绿色革命而获得诺贝尔和平奖。例如，为满足不同国家的需求，在玉米育种上通过不同的项目，培育适合非洲和拉丁美洲市场的白色籽粒玉米，针对以白色籽粒玉米为主食导致的微量元素缺乏症，通过国际合作计划实现营养强化，培育高蛋白玉米、高维生素含量玉米。

5. 环保、安全和可持续发展的理念

在CIMMYT院区，随处可见中心对于环保、安全和可持续发展理念的坚守。中心坚守严格的垃圾分类系统、园区内实行严格的吸烟管控措施，试验基地实行严格的土地轮作和休闲制度。其中一个典型的实例就是已经执行了长达二十多年的保护性耕作（免耕）和连作种植试验。

图23 CIMMYT的垃圾分类系统（左）和控制吸烟区（右）

6. 多学科的有机融合与协作

在洛克菲勒、盖茨基金会等国际基金和各国政府的支持下，CIMMYT在世界范围寻找广泛的合作伙伴。通过“挑战计划”，“非洲耐旱玉米”，“营养增强计划”、“高光效C4水稻小麦”等项目与国际一流大学（康奈尔大学）、国际跨国种业（BAYER）、国际农业机构（IRRI）等开展长期合作，使很多国际合作项目得以持续研究长达15-20年。为鼓励合作研究，CIMMYT在绩效和成果考核中，不唯第一作者或第一单位，所有合作论文均能得到足够的认可。同时，CIMMYT在合作成果和论文的署名中，经常优先考虑发展中国家的合作伙伴。

7. 完善的科研与生活设施

CIMMYT建立了相对完善的科研设施，包括可以开展生物技术育种、基因编辑、转基因、分子标记辅助选择所需要的各种条件设施，建立了不同生态区的试验站，遍布发展中国家的测试基地和育种网络。CIMMYT为解决职工的各种后顾之忧，建设了符合国际标准的足球场、篮球场、网球场、健身房和游泳池。为满足职工子女教育的需求，在院区内设置了幼儿园，与英语国际学校合作，为职工子女提供与国际接轨的中小学教育通道。在医疗保障上，为CIMMYT职工的配偶和子女提供医疗保险和保障。在个人税收方面，CIMMYT通过与墨西哥政府协商，免除国际职工的墨西哥个人所得税。为了照顾国际职工的生活，优先考虑其配偶的工作申请。

图24 CIMMYT的体育和健身设施（左上：游泳池；右上：儿童游乐场；左下：健身房；右下：网球场）

8. 丰富多彩的机构文化

CIMMYT通过长期的营造和改善，建立了丰富多彩的机构文化。印制有CIMMYT logo的各种帽子可以根据需要随时发给实验室和田间的参观人员。印制有CIMMYT logo的衬衫、帽子等物品可以作为纪念品供来访者和游客购买。每年的年度总结会议上，表彰工作年满五年、十年、十五年、二十年等不同年限的员工，不论职位高低，无论从事安保、保洁或后勤工作、无论国际或国内员工，均颁发纪念匾。为每个员工举行生日派对，为加入CIMMYT的人员，包括新入职员工、访问学者和研究生举行欢迎会，为退休、离职、结束访学的人员举行欢送会，并颁发证书、赠送纪念品。在生活上，考虑国际和国内员工的工资差异，将同样的饭菜，以优惠的价格提供给国内员工。

图25 CIMMYT的机构文化一角

9. PKU-IAAS与CIMMYT的合作可以优势互补

北京大学现代农业研究院（PKU-IAAS）地处中国最大的粮食和蔬菜生产基地，具有国际上最先进的农业与生命科学仪器设备（包括冷冻电镜、质谱和蛋白组学分析平台）、超强的计算中心和强大的数据分析处理能力。CIMMYT具有全球最丰富的玉米小麦种质资源、遍布发展中国家的测试网络和试验点。双方可以在基因组学和遗传育种、国际培训等领域开展广泛的国际合作，考察团期待未来能够与CIMMYT等国际农业研究机构开展合作并实现优势互补，共同为应对气候变化和世界食品安全作出贡献。

本文承蒙CIMMYT高级科学家张学才博士审阅修改，部分图片由CIMMYT访问学者刘少帅博士提供，特此一并致谢。

（北京大学现代农业研究院CIMMYT考察团）