当今，全球气候变暖对各地的气候条件产生了不同程度的影响，其中，最为主要的是温度、降水和风力的变化，成为玉米生产的非生物逆境，同时也影响了生物逆境，使得抗（耐）玉米种质在育种的利用变得更为重要。热带和亚热带种质具有较强的生物和非生物核生物逆境抗（耐）性，是改良温带玉米耐逆性的重要种质资源。我代表玉米工程化育种小组，继去年介绍了LAMP计划外，今天简要介绍美国的玉米种质扩增（GEM）计划，供大家参考，有不当之处，敬请批评指正。
美国的玉米种质扩增计划，即，Germplasm Enhancement of Maize， 简称 GEM。该计划由美国各玉米育种单位自愿参加，已成为科企合作的典范。首先选择合适的材料（主要是来自拉丁美洲玉米项目的热带核心地方品种），送交各合作者要求与他们自己的优良自交系杂交。为了保证信息的安全性，合作者的代号及合作者的自交系的代号将严格保密。获得的杂交组合可用于特定性状分析、抗病性研究、产量测试等。杂交组合的种子只在合作者中间可以发放，但数据资料是完全公开的。此后，该杂交组合寄送另一个合作者，并要求利用其相同杂种优势群中的优良自交系作第二次杂交，以保持杂种优势潜力。这样，获得的组合（三交）在遗传上含有25％的原材料血缘，25％的第一个合作者的品系血缘，50％的第二个合作者的品系血缘。在产量测试后，选择好的杂交组合用于自交和综合种品系的培育。然后，这些综合种返回中期库保存，并向全国各育种单位分发其种子。该项目中，各合作者将不使用项目经费，而且必须承诺对玉米种质改良计划投入一定研究力量及物力，必须同意把他们自己的种质加入到全国种质改良计划中。后来，GEM又开始用优良地方品种进行株系纯合，培育双单倍体（DH）系。多年来，GEM项目已发放了大量的创新系和DH系。
一、GEM计划背景
玉米是美国的主要作物，每年种植面积超过3000万公顷。美国也是世界玉米生产的领导者，1989年至1990年的玉米产量占世界产量的41%以上。尽管玉米对美国经济非常有价值，但只有不到1%的美国种质基础由外来种质组成（Goodman，1985），这引发了人们对玉米遗传脆弱性的担忧。
自20世纪60年代初以来，人们频繁而紧急地警告玉米的遗传脆弱性以及外来种质降低这种脆弱性的潜力。自交系和杂交种之间遗传变异的减少，这进一步加剧了人们的担忧。历史表明，当作物的遗传基础变得过于狭窄，环境变化，如新的病原体、新的害虫或异常的环境压力，会对作物的产量产生不利影响时，就会出现问题。例如，T形玉米小斑病疫情表明了这种事件的破坏性。在这种情况下，这种流行病是由于作物的广泛遗传一致性，这加速了病害的发展到流行病的程度。
遗传变异性在育种计划中至关重要（Michelini和Hallauer，1993），但通过作物育种改良后，通常会降低遗传多样性，尤其是在商业化生产的材料中。因此，农民的杂交种在基因上越来越脆弱，农民面临的经济风险也越来越大。马齿型玉米是世界上产量最高的玉米，具有足够的遗传变异性。因此，美国玉米育种家将精力集中在上面，这类品种约占世界上玉米种质资源的2%（Brown，1975）。与许多其他植物育种家不同，玉米育种家继续专注于短期育种目标，这主要是因为私营部门在玉米育种方面占主导地位，需要短期成果。这种模式导致了农场生产的玉米的遗传基础非常狭窄，许多公司都在销售亲缘关系较近的杂交玉米（Smith，1988）。这可能会导致产量停滞不前，大大增加遗传脆弱性，并使其难以满足新的市场需求。谨慎的做法是从外来资源中培育替代育种群体。Geadelmann（1984）认为，将外来种质纳入适应的种质中会增加可用的遗传变异性，并产生额外的杂种优势。在美国玉米带，外来种质通常被认为包括未适应的国内种群，以及国外温带、热带和半热带群体（Stuber，1986）。
很明显，使用适应材料的传统玉米育种在美国非常成功。上世纪50年代，玉米带的平均产量为2385公斤/公顷，但1987年的平均产量接近7530公斤/公顷，当时有产量超过15000/公顷的报道。Russell（1986）总结了15项研究，表明近60%的近期产量增加是由于遗传原因。尽管育种家仍在为适应材料的产量遗传增益进行努力，但籽粒产量的增长率有所下降，这可能表明育种努力已达到收益递减的地步（Sehgal，2000）。1985年种植而生产的1984年美国玉米种子中，88%的种质来自玉米带马齿种瑞德黄马。当时大多数杂交种都是由来源于爱荷华州的坚秆综合种的几个自交系与来源于兰卡斯特起源的几个系杂交而成。Smith（1988）从数据分析表明，美国玉米的育种和生产主要依赖于四个适应系（B73、A632、Oh43和Mo17）或密切相关的衍生系。最有利的等位基因集中在这些系中的断言似乎是不合理的。
Jenkins（1978）发现，玉米育种计划遗传基础减少的另一个原因是更重视二环系选育，而不是从改良群体或综合种中选育自交系。然而，私营公司越来越担心其狭窄的种质谱。一些公司的育种计划中有种质扩强的组成部分，尽管行业中的激烈竞争导致公司倾向于在公司内分支机构研究优良外来种质。
在世界各地，大约有50000份玉米材料存在于种质库中（Goodman，1983；Ayad等人，1980），当时许多玉米材料从未被评价出有用的性状。限制有效利用植物遗传资源的障碍包括缺乏评价数据、缺乏相关资料和信息、国家政策协调不力以及基因库和育种家之间的联系不畅。在鉴定材料中评价潜在有价值的性状方面很重要，但大多数国家认为，缺乏有用的评估信息是提高种质利用率的主要瓶颈。许多人认为，经过充分评价和记录的种质资源收集将会被多地育种家使用。
种质库中的材料在产量和直立性方面比目前使用的育种群体当时落后至少60年。遗传多样性存在于玉米种质中，但很少被纳入优良育种群体。LAMP评价了12000多份材料，育种家可以随时获得这些数据。当这些材料接受了足够的前育种研究，对商业育种家有吸引力时，抵制使用LAMP优质材料的力量就会降低。此前育种将由GEM完成，将这种种质资源引入商业材料将扩大农民田地中杂交种的多样性。LAMP的材料有可能极大地改变美国种植的玉米，类似于高粱转化计划的材料改变籽粒用和饲草用高粱的方式。在转化计划发布的用于改良商业高粱杂交种的种质中，发现了一些重要的经济特征，如抗虫性、耐旱性和耐盐性、茎秆强度、提高产量和产量稳定性、防霉性、更高的蛋白质、更理想的氨基酸平衡和优良的品质特征（Miller，1979）。
二、GEM计划的实施
（一）美国公共/私人农业研究
美国农业研究包括三个部分，即，联邦项目、州土地拨款和其他大学项目以及私营企业。州和联邦项目都被视为公共部门项目。联邦项目包括校内研究（如USDA-ARS）和校外研究（通过州立农业实验站）。校内联邦研究（例如，USDA-ARS）的目标包括开展研究，解决国家和地区问题，即国家激励低但社会回报高的问题，以及涉及高风险和长期问题的研究。种质资源的保存、评价和扩增符合这些目标。各州通常关注农业研究导向该州重要的问题和作物。私营部门集中关注商业导向的问题，几乎没有动力对种质资源扩增进行高风险和长期的研究（Knudson，2000）。
以科学年（SYs）计算，玉米的植物育种工作量超过了美国植物育种工作量的25%。然而，这方面的努力大多在私营部门。1994年，私营部门雇佣了509.8 SY，而公共部门雇佣了35.3 SY（州立大学为27.1，USDA-ARS为8.2）（Frey，1996）。这严重制约了人力资源和专业知识能力，使公共部门无法在没有私人参与的情况下进行大规模的玉米改良工作。
在过去几十年中，知识产权和技术转让方面的法律变化使公共部门和私营部门之间能够加强合作。专利等知识产权增加了私营部门投资作物研究的动机。技术转让法促进了联邦和私人实验室之间的合作。这些法律变化导致了研究联盟型机构的出现，私人和公共合作者共同从事基础研究和应用研究，共同拥有研究成果，有时分享利润。GEM的存在可能是因为知识产权和技术转让法的这些变化（Knudson，2000）。
种子行业的竞争性质使得任何一家公司都不太可能支持利用LAMP材料进行改进。公共育种家的资金不足，与私人育种家相比，公共育种家很少（Frey，1996），而且几乎没有用于种质改良的拨款来源，因此公共育种家不太可能找到支持改良工作的财政资源。很明显，在LAMP材料用于美国育种计划之前，需要公共和私营部门之间进行协调和合作。同样明显的是，由于该项目的高风险长期研究，以及国家范围该工作的协调和主要资金必须由USDA-ARS提供。
（二）GEM计划中美国公共/私人农业研究的互动
随着LAMP在1992年接近尾声，玉米种质科学家们担心，除非有组织地努力扩增最佳LAMP材料，否则它们不太可能用于育种计划。USDA-ARS的Linda Pollak、北卡罗来纳州立大学的Major Goodman和Northrup King的Randy Holley提出了相关提案，并将其提交给美国种子贸易协会（ASTA）玉米和高粱基础研究委员会（CSBRC），供其在12月的会议上审议。在1992年12月的会议上，CSBRC当时关注的问题是公共部门在玉米育种中的作用减弱，联邦和州预算限制导致公共项目的财政支持减少。与其他作物相比，尽管玉米对国家的经济重要性更大，但公众对玉米研究相对缺乏支持。CSBRC认识到有必要为玉米研究建立一个国会游说团，并找到资助LAMP扩展的方法，以扩增最优材料。支持一项用于游说国会获得研究资金的扩增提案，被视为可以缓解先前提到的担忧的最佳行动。
CSBRC要求制定初步扩增提案的公共和私人玉米育种家（Major Goodman, Randy Holley, Linda Pollak），加上先锋的Douglas Tiffany和Wilfredo Salhuana，制定一份公共/私人合作努力的联合提案，以扩增LAMP确定有用的材料。1993年，该提案引起人们的兴趣，并寻求ASTA成员玉米公司的实际支持。
为了制定公共/私人合作的框架，Douglas Tiffany与已知对玉米种质扩增感兴趣的科学家进行了通信，要求他们将信息传递给其他人。根据这些对应关系，编制了种质资源扩增（GE）网络。这个网络已经发展到包括合作者、管理者、政治家和其他人，他们会收到合作者会议、实地考察日、GEM网站更新和其他一般信息的通知。在GM协作第一次会议上，与ASTA 1993年12月的玉米和高粱会议联合举行，选举了一个监督改进工作的技术委员会。该委员会包括Wilfredo Salhuana担任主席，Linda Pollak担任协调员，Randy Holley、Holdens Foundation Seeds的David Harper担任游说活动协调员，Pioneer Hi-Bred的Douglas Tiffany、Golden Harvest的Kevin Montgomery和内布拉斯加大学的Blaine Johnson（Salhuana等人，1994年）。Wyffels Hybrids的Jim Parks后来被任命为ASTA的代表。
许多育种家使用混合选择来使热带种质适应温带条件（Hallauer和Sears，1972年；Longquist，1974年；Genter，1976年；Compton等人，1979年）。但由于这种扩增工作的目标是让这些产品尽快用于商业项目，决定通过与适应的自交系杂交来选择适应种质。1993～1994年冬季，46份LAMP材料和热带杂交种分别与SS和NSS杂种模式的公共自交系B73和Mo17杂交。尽管这两个自交系不再用于商业，但技术委员会认为它们是现代商业自交系中最具代表性的。1994年，这些杂交种被回交到同一自交系。这50%和25%的育种组合旨在作为培育S3系的初始育种组合。然而，在制定育种方案的广泛讨论中，技术委员会意识到，这些改良品系的产量将远低于使用现代商业自交系进行育种杂交所能开发的那些。每个私人成员都请求并最终获得了他们公司的许可，可以使用专有的自交系来产生杂交后代，然后这些杂交后代将属于合作项目。这是当时对专有自交系材料的前所未有的使用，表明私人合作者致力于使该项目取得成功。
1994年8月，GEM计划和育种协议（使用改良的系谱育种流序）被发送给所有有玉米育种项目的ASTA公司，询问他们是否愿意参与GEM。作为私营部门合作者参与GEM涉及签署协议和遵守议定书。协议要求他们提供冬季和夏季育种圃行、产量试验区和病害观察行；将公司专有自交系与外来材料杂交，并将杂交种子还给协调人，以及不得扩散公司产权自交系和外来材料。
实物支持量由该公司根据其对玉米育种的投资确定。产业界的实物支持被认为对游说美国国会、提供必要数量的测试环境、确保扩增材料具有商业相关性以及为公共项目提供常规合作和指导非常重要。作为回报，参与公司提前获得了GEM材料。产权问题通过以下几点得到解决：公司的S2系可被视为专有产权；将对谱系进行编码，以便只有协调人知道哪家公司进行了专有杂交组合；一旦自交系杂交，提取它是极其困难的，尤其是含外来材料的情况下；公司育种工作公开发布的材料可以是S2综合种，而不是公共育种人员的S3品系。
由于该提案的私营部门作者，代表一些美国最大的公司，在将该协议发送给ASTA成员之前就已经签署了该协议，危及其竞争地位的公司产权自交系的担忧会减少了。
该提案也被发送给了公共部门的玉米育种家，让他们有机会成为合作者，尽管他们不需要进行育种杂交（因为最优秀的美国自交系是专有产权的）或提供实物支持（因为他们缺乏财政资源）。签署协议使他们能够获得GEM材料、潜在的资金或实物支持，以进行特定的研究或进行育种计划，并向美国国会和USDA-ARS表示他们相信该项目的价值。技术委员会中的公司代表还认为，允许公共育种人员通过外来种质杂交获得专有自交系是现代商业育种材料可以转移到公共部门的一种手段。技术委员会知道，获得外部资金以帮助公共合作者参与至关重要。
此外，该提案已发送给参加LAMP的国家，邀请它们进行合作。这是对各国在鉴定GEM中使用的种质方面发挥的作用的认可，也是对外来种质主要来自拉丁美洲的认可。然而，尽管这些国家有兴趣参与，但如果没有外部资金，这是不可能的。尽管CSBRC鼓励他们参与，但尚未为他们的参与找到资金。
在协议和协议发出后的一个半月内，17家种子公司和14家公共育种家签署了成为合作伙伴的协议。该项目发展迅速。尽管该行业整合迅速，但2001年仍有39家合作公司。截至2001年，已有47名公共科学家签署了该协议，并在不同程度的参与下进行了合作。还有两个参加了LAMP的国际合作者巴西和阿根廷也参与进来。
由David Harper领导的CSBRC的一个小组委员会游说美国国会的主要立法者为ARS提供永久性基地资金，以支持ARS和大学所在地的公共努力，他们估计每年需要100万美元。除了承认这项工作的价值外，先锋向LAMP捐款150万美元，以及各公司对GEM的实物支持也给国会留下了深刻印象。据这些公司估计，1994年GEM的年价值约为45万美元。这一数额低估了贡献的实际价值，因为它忽略了专有种质的价值、管理费用以及私人育种家的建议和服务。1995年，国会决定每年拨款50万美元，用于支持协调位于爱荷华州Ames的玉米带ARS试验站的扩增工作、Ames增值特性研究、Ames项目的数据管理、位于北卡罗来纳州Raleigh的南部ARS站，以及支持其他ARS和大学试验站的公共合作者。
（三）GEM计划的目标
GEM的目标是向玉米行业提供外来种质扩增后有利用价值的材料，最终目的是改善和扩大美国农民种植的玉米杂交种的种质基础。GEM项目，选择了51份热带和温带LAMP优良材料，加上DeKalb Genetics提供的7份商业热带杂交种。扩增方案是由一家私人合作公司用一个产权自交系与外来材料杂交，形成50%的外来种质杂交组合，然后由另一家私人合作者用相同优模式的产权自交系与50%外来种质杂交组合杂交，形成25%的外来种质杂交组合。所有50%和25%的育种组合都作为试验组合进行产量评价，合作者最好用来选育自交系系。由于用了产权种质用于进行杂交，因此获得育种材料的途径仅限于GEM合作者，但所有人都有机会成为合作者。在GEM材料上收集的数据是免费提供的，GEM扩增系和合成材料在公开发布后将通过美国中北部地区植物引种站（NCRPIS）免费提供。改良的目标性状是农艺生产力、抗病虫害性和附加特性。
三、GEM计划的管理
（一）组织结构
GEM的组织结构以LAMP为基础。所有GEM合作者的职能类似于LAMP的主要研究人员，负责项目的执行。每年在玉米和高粱ASTA会议上举行一次合作者会议，讨论进展情况。合作者有机会在每年在Ames举行的开放日上查看育种材料。其他合作者偶尔会举办实地考察日。公共合作者包括联邦（USDA-ARS）和大学教师，包括育种家、昆虫学家、植物病理学家等。技术指导小组（TSG）每年召开3到4次会议，讨论政策、协议和结果。TSG由代表大型的、区域性的和基础种子公司的7名行业成员和代表大学的1名公共合作者组成。USDA-ARS的与会者起初仅限于2人（GEM协调员和北卡罗来纳州项目负责人），但后来增加到包括参与该项目的其他人。来自公司和大学的成员任期3年。自项目开始以来，Wilfredo Salhuana和Linda Pollak分别担任主席和协调员，USDA-ARS的Marty Carson担任北卡罗来纳州项目负责人。从2002年开始，Mike Blanco在Ames协调GEM，Linda Pollak全职从事GEM扩增研究和育种。2002年，Joe Hudyncia开始担任北卡罗来纳州的项目负责人，而Marty Carson是明尼苏达州圣保罗市Ceral Rust研究单位的研究负责人。
Ames的GEM协调员负责做什么、何时做以及以什么成本做。协调员负责种子管理，管理品种评价和发布，利用实物支持规划和组织合作试验地和产量测试，数据分析和管理，并协调公共合作者的研究和财务。已经开发了一个全球网页（http: // www.public.iastate.edu /~usda-gem/），这使得了解GEM、联系GEM合作伙伴、获取数据和订购种子变得容易。Raleigh项目负责人负责管理美国南部含50%的热带杂交组合的扩增，并协调美国南部的公共合作项目。
（二）筹资机制
自1995年美国国会拨款以来，GEM每年从联邦政府获得50万美元。扣除管理费用后，Ames试验站每年可获得约300000美元，Raleigh试验站每年可收到约150000美元。其中，Ames每年约有60000美元用于支持公共合作者。Raleigh的预算中也使用了相当的金额来帮助支持南方的公共合作者进行产量测试，并支持Major Goodman的育种工作。私人合作者每年夏季提供约种6500行的试验地、冬季2000行试验地和2600个病害观察行的实际支持。遍布美国东部、南部和玉米带地区的7000多行的产量试验区提供了广泛多样的环境。Ames和Raleigh地区还种植了其他与GEM相关的产量测试地块。
四、育种活动和试验结果
GEM的TSG制定的GEM标准育种方案。需要选择和评估的S1和S2。由于许多育种组合的不适应性，有时很难获得。例如，一些育种杂交产生了雄性不育穗比例高的品系，或者雄性和雌性开花同步性差的品系。协调员有很大的自由度来帮助合作者修改协议以满足他们的特殊要求。
LAMP美国首席研究员Linda Pollak和技术顾问Wilfredo Salhuana选择了来自温带和热带低地的51份高产LAMP材料作为GEM的起始材料。此外，DeKalb Genetics捐赠了七个热带杂交种。1994年，协调员为每个私人合作者分配了至少4份材料或热带杂交种，以便在1994-1995年的冬季杂交到一个专有的自交系。协调人根据LAMP测试杂交的先前信息指定了要使用的杂种优势模式（SS或nSS）。如果外来材料的杂种优势类群未知，则协调员会与两种杂种优势类型杂交。
私人合作者为了后续的育种以平衡混合种（balanced bulks）的形式将外来材料与私人自交系的杂交组合从冬繁地寄给协调员，用于后续的育种和三交组合，并将剩余混合种子用于其他评价。组合的平衡样本被送到两个不同的公司，在1995年的夏季配制三交SS或nSS杂交组合。每个私人合作者都被分配了至少8个杂交组合。新的私人合作者被分配了4份外来材料配制杂交组合。
在1995年至1996年的冬季，两家公司（Golden Harvest和先锋）用所有可用的SS育种杂交组合与NSS杂交，而两家公司（Cargill和Holdens）用NSS育种杂交组合配制了SS杂交组合。1996年的产量测试涉及16个试验，每个试验种植在6个点，评价了含50%和25%的外来种质564个测交组合。从这些结果中，选择优良育种组合，进一步选育自交系。SS和NSS育种组合的最佳顶交结果，以五个对照杂交种（Holdens Foundation Seeds的LH195/LH212和LH195/LH59，以及Pioneer Brand杂交种3489、3525和3163）的百分比表示。一些结果与对照的平均值相似或更好，因此我们预计从这些育种杂交中培育出的最佳品系的测试杂交将优于对照杂交种。使用该程序选择的任何品系都可能需要农艺改良；因此，它们最好在商业育种计划中用作育种品系。
在艾姆斯和北卡罗来纳州，在上述数据可用之前，根据LAMP数据，在几个育种组合中开始了品系选育（Salhuana和Sevilla，1995）。1997年，在玉米带和东南部的产量测试中，这些品系被作为测试杂交种种植。在Raleigh管理的试验中，来自GEM育种杂交组合的大约130个S2或S3品系优于商业对照杂交种的平均值，并且在Ames管理的试验（GEM，2000）中，大约65个S2品系的产量与商业对照杂交平均值相似或更高。
在选育和评价育种组合的最初阶段之后，GEM的季节性育种计划发展成为所讨论的要素的平衡（选育和评价新的育种组合）、与公共和私人合作者在各个阶段进行的品系选育，以及重新产生育种组合和增加品系等维护活动。到目前为止，已经组配了大约500个育种组合，并在其中许多组合中建立了谱系育种。1997–1999年试验（GEM，2000）的产量数据可在CD-ROM中获得，之后可在网站上获得(http://www.public.istate.edu/~usda-gem/）。结果表明，这些系具有真正的产量潜力。例如，在先锋于1998年用先锋NSS自交系与CUBA164育种组合的S2系进行了试验，在6次重复中，CUBA164顶交是仅次于先锋品牌杂交先锋3525的产量第二高的品种。其他7个系的产量超过了先锋3163，按先锋对照3489和34G81排名第5到11。在另一个有7个重复的实验中，来自CUBA164育种组合的8个测交组合的产量超过先锋品牌杂交种先锋3163，排在先锋品牌杂交种33A14之后的2到9位。DeKalb Genetics种植的另一个4个重复的试验评价了来自阿根廷的50%外来育种组合AR01150的品系，该品系与DeKalb SS自交系进行了测交，6个AR0150测交组合是产量最高的，超过了产量最高的对照先锋 3163。另外4个AR01150测交组合超过了第二高产量对照DK621（Pollak和Salhuana，2001）。在以后的几年里，对其他育种组合品系的试验也获得了类似的结果。
每年由Ames协调的产量测试是由公共合作者（主要来自协调人的育种项目Linda Pollak）、私人合作者的S2测验组合评价、先前选择的品系的重新测试和研究试验组成的。罗利协调的产量测试主要是对项目负责人（Marty Carson）和主要南方公共合作者（Major Goodman）育种项目的品系进行评价。从Ames每年的公共合作者试验中，每个试验选择大约10个S2系进行进一步测试和未来可能的公开发布，每年总计约50-60个。一旦这些品系扩增到混合S3，就会在网站上列出，并可供GEM合作者与自己的近交系测验种进行杂交和评价，用于病虫害评估、育种和研究。同样，Raleigh育种项目的合作者也可以使用公共系。
从GEM成立之初，大家就知道，参与公司可以在其育种计划中自由使用通过育种杂交或S3系的种子订单获得的遗传材料，以备将来发布，或者通过协议育种分配获得的遗传材料，只要双方同意的材料返回给协调员。鼓励但不要求公司通过种子订单共享评价材料的数据，或不属于协议一部分的协议育种材料的数据。
五、结论
（一）GEM是公共/私人合作上的成功
GEM提供了社会回报（农业多样性）来证明其公共支持的合理性，并提供了私人回报的潜力来证明私人参与的合理性（Knudson，2000）。其成功的一个因素似乎是其联邦领导层，它提供了大学领导层和拨款难以实现的资金确定性。这一点至关重要，因为该项目规模太大，没有资金无法进行。持续的私人游说确保了美国农业部的资金确定性。USDA-ARS有动机支持GEM，因为其规模和国家重点与美国农业部参与校内研究的一些原因相同。联邦领导层还确保专有信息的保密性，而私人领导层无法保证这一点。GEM的人员形成一个团队，他们都相互了解，相互信任，彼此沟通良好，因此公司信任协调员和GEM工作人员，以保密育种杂交组合中的产权系。GEM协议旨在让私人合作者相信他们的知识产权和所有权将得到保护。
GEM成功的另一个因素是其公共和私营玉米育种部门之间的合作。玉米育种研究的每个部门都可以根据各自的优势做出贡献。联邦部门提供资金，大学部门提供有利于地区或州的专业研究项目，私营部门提供优良专有种质、实物支持和商业相关性。私营部门可以从投资中获得专有回报，但也可以将其扩增贡献视为社会公益。
知识产权的增加可能对植物育种家之间的正式和非正式信息交流产生了抑制作用，但科学家之间的信息交流对于创造性地解决问题至关重要。GEM的组织结构允许正式和非正式的信息交流，并导致创造性的问题解决，特别是通过TSG和种质网络功能。过去，玉米种质资源的评价和扩增是在低效的零碎基础上进行的，很难获得积极的结果。很大程度上是因为缺乏积极的结果，种质工作被放在了次要的位置。在该领域工作的少数科学家之间几乎没有互动，也几乎没有外部资金来源。现在，有一个有组织的科学家网络对玉米种质感兴趣，并有许多机会交换意见。
实物支持对GEM的成功至关重要。实物支持加强了公司对该项目的重视，这对游说很有用。它还提高了相关公司的参与度，因为它们没有动机让自己的资源得到低效利用。由于这些公司如此密切地参与该项目，他们可能更愿意贡献自己的专有种质。实物支持大大增加了该项目的育种工作量，提高了选育潜在有用品系的速度，并增加了鉴定优良品系所需的测试环境的数量。
最后，GEM要小心确保只使用最好的种质。外来种质已通过LAMP、公司（热带杂交种）或美国以外的育种项目（如CIMMYT）进行鉴定。GEM中使用的其他外来种已经经过筛选，以确定对玉米育种家重要的性状，如ECB抗性和品质性状。玉米带种质包含在育种杂交组合中是最好的公司的专有自交系。
（二）GEM概念的拓展
1994年，当GEM提案被发送给潜在的美国合作者时，它也被发送给LAMP的主要调查人员，寻求他们合作。LAMP国家在扩增材料中有很大的利害关系，因为正是由于他们的努力，GEM使用的初始种质才得以鉴定。尽管LAMP国家有兴趣参与，但由于缺乏国际项目的资金，这是不可能的。
尽管LAMP已经完成，但主要研究人员每两年举行一次会议，交流想法并维护其国际研究网络。在1996年的LAMP会议上，LAMP技术总监、GEM TSG主席、先锋国际研究员Wilfredo Salhuana博士提出了一项新的国际合作项目，名为国际玉米种质扩增项目（IMGEP），该项目将以LAMP和GEM为基础（Salhuana等人，1997）。GEM育种杂交组合将使IMGEP的参与国提高产量、农艺性状和品质性状。与参与的国家的改良种质杂交组合将有利于GEM。种质资源的交换和共同选择将扩大对环境条件相似的其他部门或地区的好处，并允许选择除产量外对国家重要的性状。参与IMGEP可以使亚太地区的玉米种植国受益。以类似的方式，结合使GEM的公共/私人合作取得成功的因素，这一概念可以扩展到其他作物。
加拿大和美国北部的GEM合作者一直在讨论在北部启动一项更为集中的工作，即早熟育种杂交组合，他们发现目前的大多数GEM育种杂交组合熟期太晚。北方已经开始形成新的育种杂交组合。LAMP概念扩展到其他作物的一个例子是大豆亚洲品种评估项目SAVE项目（Manjarrez-Sandoval等人，1996）。该项目评估了现代亚洲大豆品种作为美国大豆育种新产量基因来源的潜力。合作者包括USDA-ARS和赠地大学，由商品组织联合大豆委员会提供支持。
没有任何一个组织、国家或地区有能力将其农业提高到最佳水平。农业领域有着悠久的国际合作、种质交流和相互依存的历史。我们的未来不仅取决于育种者，还取决于公众和决策者对我们相互依存关系的理解。作为科学家，必须带头开展合作，以保障我们的未来。
（三）GEM的未来
GEM是一个旨在不断产生可变性的项目。GEM的未来是继续提供具有产量和其他特性的新种质，以满足市场的需求。由于农民和工业的需求会随着时间的推移而变化，因此有必要开始寻找新的遗传资源，这些资源可能具有满足他们需求的所需特性。提高生产力和品质、抗虫性和抗病性、对胁迫条件的耐受性以及为粮食增加价值的其他性状（淀粉、蛋白质、油等）是未来需要改进的特性。预计，新技术将有助于将有用的基因从未适应的种质转移到优良材料，并有助于在世界遗传资源中寻找有价值的性状。
主要参考文献：Pollak, L. M. 2003. The history and success of the public-private project on germplasm enhancementof maize (GEM). Adv. Agron. 78:45–87.
