邁克爾·馬祖雷克和三個朋友拿著牙籤和酸奶油，走進了一片種植著 600 株辣椒的田地。他們一個接一個地刺穿哈瓦那辣椒，並將汁液送入口中，時不時地用奶油冷卻和清潔味蕾。哈瓦那辣椒通常是最辣的辣椒之一，在辣椒素辛辣度史高維爾量表上高達 350,000，比墨西哥胡椒辣 40 倍。然而，馬祖雷克和他的團隊在康奈爾大學的這個實驗田中種植的哈瓦那辣椒絕非普通辣椒。這四位研究生知道，由於一種不明的基因突變，一部分辣椒不會很辣。它們究竟是什麼味道，仍然是個謎。
如果某種哈瓦那辣椒的汁液表明它相對溫和，他們就會像蘋果一樣咬一口。有些辣椒有煙燻味；有些澀味。有些味道淡淡的像香腸；另一些則有運動襪的臭味。但迄今為止最有趣的辣椒，卻擁有哈瓦那辣椒的所有複雜香氣和味道，但沒有一絲辛辣。
幾個月前，馬祖雷克收到了新墨西哥州立大學研究人員寄來的一批種子。他們說，這些種子長成了哈瓦那辣椒植株，其紅色辣椒甚至在史高維爾量表上都無法檢測到。新墨西哥州的科學家們知道馬祖雷克是一位對辣椒素辛辣度感興趣的植物育種家，他們認為他可能會喜歡親自研究這些馴服的哈瓦那辣椒。
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馬祖雷克將他收到的種子培育成了成年植株，並將它們與普通的哈瓦那辣椒進行了雜交。在溫室裡，他小心翼翼地用鑷子在兩種植物的花朵之間轉移花粉，確保由此產生的後代，以及最終的 600 株孫輩，都擁有其父母 DNA 的混合物。在四分之一英畝的田地裡種植了第三代後，他招募了一些學者同伴進行大膽的味覺測試。
當朋友們吃著這些不尋常的辣椒時，他們從每株植物上剪下葉子，然後將其壓碎並液化，以檢查其中的 DNA。透過將 DNA 分析結果與他們的味蕾告訴他們的資訊同步，該團隊成功地識別出一種特定的基因突變，解釋了為什麼一些辣椒缺乏辛辣味。辣椒的辛辣味來自於一種叫做辣椒素的油性分子，辣椒素是由果實內的腺體產生的——那些皮革狀的、覆蓋著種子的白色或黃色部分，人們通常會將其切掉。事實證明，負責製造辣椒素的相同化學反應鏈也對於合成賦予辣椒香味的相關化合物的組合至關重要。不辣的哈瓦那辣椒遺傳了一種突變，這種突變幾乎——但並非完全——關閉了它們的辣椒素工廠，使得腺體僅具有足夠的功能，可以零星地擠出一點辣椒素和芳香分子。
馬祖雷克和他的同事看到了一個獨特的機會，他們在接下來的幾年裡，在不同的植物之間進行雜交，試圖創造出一個單一的品種，可以可靠地生產出既有濃郁風味又沒有辛辣味的哈瓦那辣椒。在闡明瞭辣椒素辛辣度遺傳學之後，他們不再需要等待植物長大，也不需要過度使用味蕾，僅僅是為了弄清楚辣椒是否辛辣。相反，他們可以從幼苗上取一片葉子，分析其 DNA，並在決定是否將其培育成熟之前，確定它是否會產生辛辣或清淡的辣椒——這一技巧使整個育種過程更加高效。今天，他們珍貴的辣椒是柿子橙色，比典型的哈瓦那辣椒稍長，而且非常美味。他們稱之為哈瓦納達，意思是無灼熱感——nada，zip。康奈爾大學希望很快將哈瓦納達授權給一家大型種子 公司，以便更廣泛地分銷。
馬祖雷克屬於新一代植物育種家，他們將傳統農業與快速基因分析相結合，以創造更美味、更鮮豔、形狀更好、營養更豐富的水果和蔬菜。這些現代植物育種家不是基因工程師；在大多數情況下，他們不會在實驗室中直接操縱植物 DNA。相反，他們對許多不同種類植物的基因組進行測序，以構建將基因的各種版本（稱為等位基因）與不同性狀聯絡起來的資料庫。然後，他們窺視幼苗內部，檢查已經存在的等位基因，然後再選擇哪些等位基因在田間種植，以及如何最好地將一種植物與另一種植物雜交。在某些情況下，育種家甚至可以分析單個種子的基因譜，然後選擇哪些種子播種，哪些種子丟棄，從而節省大量時間和勞動力。
當然，植物育種家一直都在使用他們能獲得的最佳工具。但在過去 10 年左右的時間裡，他們能夠以全新的方式開展工作，部分原因是基因測序技術變得如此快速和廉價。“我們使用的工具發生了根本性的變化，”俄勒岡州立大學的 吉姆·邁爾斯 說，他從事植物育種工作已有 20 多年，最近培育出了 茄子紫番茄。“最令我興奮，也是我從未想過我會做的事情，是深入研究性狀的候選基因。隨著測序價格持續下降，對您正在研究的每一種植物種群進行測序將變得越來越常規。”
特別是，這些工具正在幫助育種家將注意力轉向對消費者重要的食物品質，而不是僅僅關注種植者的需求。在基因組學和相關分子測試的幫助下，育種家已經成功創造出大量的新食品，這些食品已經在一些雜貨店和農貿市場銷售，包括冬季堅實而成熟的哈密瓜、零食大小的甜椒、營養比平時更豐富的西蘭花、不刺激眼睛的洋蔥和不讓味蕾失望的西紅柿。
播種變革
人們為了滿足自己的需求而改變植物至少已有 9000 年 的歷史。我們吃的幾乎每一種水果和蔬菜都是馴化物種，我們透過世代的人工選擇和育種對其進行了改造：只儲存具有最理想特徵的植物的種子，並有意將一種植物與另一種植物雜交，以創造新的性狀組合。透過這種方式，我們的祖先將一種名叫類蜀黍的瘦弱草變成高大的、穗粒飽滿的玉米，並將一種野生捲心菜塑造成西蘭花、花椰菜、抱子甘藍和羽衣甘藍。
直到 20 世紀初，大多數作物都是開放授粉的，這意味著農民允許風和昆蟲在植物之間傳播花粉。然而，隨著時間的推移，農民和科學家都注意到，允許近親個體交換花粉有時會導致矮小、病弱的植物。相反，當具有非常不同性狀的植物雜交時，它們通常會產生比任何一方親本都更健康的雜交後代——例如，長得更高、更大、產量更多的植物。1908 年，紐約長島冷泉港實驗室的喬治·哈里森·舒爾 發表了一篇論文，證明了兩種高度近交的玉米品系之間的受控雜交，創造出雜交植物，這些植物非常健康，性狀也高度一致——這對農民來說是一個非常理想的結果。儘管這種“雜交優勢”的精確原因尚不清楚，但今天種植的許多主要作物都是以這種方式創造的雜交種。
20 世紀 20 年代，研究人員不再僅僅使用給定作物中存在的變異，而是開始將植物暴露於輻射和誘變化學物質中，以有意誘導新的基因突變，其中一些突變偶然地被證明是有利的。深紅色 里約之星葡萄柚、矮小的 Calrose 76 水稻（不像較高的品種那樣容易倒伏）、抗真菌 金世紀梨 以及我們今天吃的數百種 其他種類的蔬菜、水果和穀物 都是這種“突變育種”的結果，但這種育種方法隨著時間的推移變得不那麼流行了。
到 20 世紀 80 年代，科學家們設計出了一種更精確地改變植物 DNA 的方法：基因工程，通常定義為使用實驗室工具在植物中新增、刪除或以其他方式直接改變基因。以這種方式改造的食物，通常被稱為轉基因生物 (GMO)，於 20 世紀 90 年代首次在美國市場上出現。儘管美國 超過 70% 的加工食品都含有用轉基因玉米、大豆和卡諾拉油製成的成分，但在超市銷售的新鮮蔬菜和水果中，只有極少數是經過基因改造的。例外情況包括抗病毒的木瓜、李子和南瓜，以及抗蟲的甜玉米。
新鮮水果和蔬菜很少是轉基因生物的原因之一是，總的來說，它們的利潤遠低於該國 最大的作物：玉米、大豆、乾草、小麥、棉花和水稻，而且種植範圍也較小。對於水果、蔬菜和其他所謂的 特種作物 而言，種子公司沒有那麼大的動力來處理批准轉基因生物銷售所需的繁重而昂貴的安全測試和聯邦監管程式。
轉基因水果和蔬菜的另一個大障礙是公眾的反對。基因工程是一種技術——一種改造我們吃的植物的特定方法——而且，與所有技術一樣，它既有優點也有風險。僅僅因為轉基因生物的製造方式就一概禁止所有轉基因生物，相當於，例如，禁止任何用金屬加工製成的物體，因為有些金屬物體是危險的。相反，應該根據具體情況評估轉基因生物。當 不負責任地使用時，一些轉基因作物會鼓勵過度使用某些除草劑和殺蟲劑，這可能會滋生難以殺死的雜草和昆蟲。然而，研究人員也 記錄了 一些案例，在這些案例中，經過基因改造以對抗害蟲的作物顯著 減少了有毒殺蟲劑的使用，使農民和整個生態系統都受益。轉基因水稻 可以使數百萬人免受維生素 A 缺乏症的衰弱性後果，基因工程可能是 拯救遭受疾病蹂躪的橙樹 最有效的方法，部分原因是它比傳統育種快得多。至於 健康問題，美國科學促進會、世界衛生組織和歐盟都認為，轉基因生物與透過傳統育種創造的食物一樣安全。儘管如此，種子公司知道，今天在農產品區引入新的轉基因生物可能會在美國人口的很大一部分中引發憤怒。大多數購物者仍然沒有注意到商店中已有的轉基因水果和蔬菜，因為它們通常沒有貼上標籤。
部分原因是為了規避圍繞轉基因生物的爭議，大學和私營公司的水果和蔬菜育種家一直在轉向另一種改造我們吃的食物的方法：一種被稱為標記輔助育種的複雜方法，它將傳統植物育種與快速改進的工具相結合，用於分離和檢查等位基因以及其他 DNA 序列，這些序列充當特定性狀的“標記”。儘管這些工具並非全新，但它們正變得越來越快、更便宜、更有用。“基因組學對植物育種的影響幾乎超出了我的理解，”為美國農業部 (USDA) 和威斯康星大學麥迪遜分校工作的馬鈴薯育種家 雪萊·詹斯基 說。“舉個例子：我五年前有一位研究生，他花了三年時間試圖識別與抗病性相關的 DNA 序列。在實驗室裡花費了數百小時後，他最終獲得了 18 個遺傳標記。現在，我的研究生可以在幾周內獲得 200 株個體植物中的每株植物的 8,000 個標記。過去五年中的進展呈指數級增長。”
標記輔助育種是推動育種家徹底重新思考其技藝的引擎之一。市場上的主要轉基因生物和大多數傳統培育的作物主要旨在使農民受益，而現在許多育種家正在將注意力轉向消費者。“詢問消費者想要什麼聽起來很明顯，但事實並非如此，”佛羅里達大學的番茄育種家 哈里·克利 說。“幾乎總是看到相反的情況：人們為種植者想要的東西而育種，幾乎忽略了消費者想要的東西。商業種植者和消費者之間存在脫節，在我個人看來，這導致了我們食物的風味和其他品質的惡化。”
味蕾悖論
植物育種家一次又一次地遇到了同樣的困境：為滿足種植者和雜貨商的需求而定製植物——保證高產以及在黑暗、涼爽的條件下能夠存活數天或數週的運輸和儲存——通常意味著犧牲風味和質地。也許沒有哪種食物比經典的超市番茄更能體現這種困境了。
幾十年來，專家們一直認為番茄中酸和糖的平衡是決定人們是否喜歡其味道的主要因素。總的來說，人們喜歡偏甜的番茄（儘管焦點小組幾乎總是有一些人想要味道濃烈的番茄）。但大多數育種家主要關心的不是風味。考慮到大型商業種植者的需求，育種家反而偏愛生產大量光滑、耐用果實的番茄植株，這些果實可以在有時漫長的運往超市的旅程中保持飽滿。然而，植物生產的番茄越多，它能給每個番茄的糖就越少。典型的超市番茄可能看起來很漂亮，但它們根本沒有足夠的糖來滿足我們的味蕾。
克利決心將工業番茄從目前乏善可陳的味覺困境中拯救出來。在這一點上，他 篩選了 近 200 個品種的傳家寶番茄進行品嚐測試——這些番茄是小群農民和園丁儲存下來的較老品種，並在一些雜貨店和農貿市場銷售。傳家寶番茄以其鮮豔的色彩和美妙的風味而聞名，但其表皮容易破裂和結疤，它們通常很快就會變軟，而且它們所來自的植物無法生產足夠的果實來滿足大型商業農民的需求。
然而，克利從他的研究中瞭解到，許多傳家寶番茄比標準的超市番茄更美味，不是因為它們含有更多的糖，而是因為它們富含番茄風味中更難以捉摸的成分。例如，在 2012 年的一項研究 中，克利和他的同事發現，如果番茄含有足夠多的稱為香葉醛的刺激性化合物，人們實際上會喜歡糖含量適中的番茄。克利懷疑香葉醛和其他揮發性化合物——從植物中飄出並進入我們鼻孔的分子（想想：剛割過的草或松樹）——不僅賦予番茄香味，而且還放大了水果天生的甜味。在後續研究中，他創造了缺乏香葉醛和其他芳香分子的番茄。人們不喜歡它們。如果番茄具有平均到較高的糖含量，但沒有揮發性物質，志願者就不會感覺到它是甜的。
最近，克利一直在嘗試培育雜交植物，使種植者和消費者都能獲得新舊番茄世界的最佳效果。在過去的三年裡，他和他的同事將他們能找到的最美味的傳家寶番茄與現代傳統番茄雜交，培育出產量高、表皮堅實光滑且味道極佳的雜交品種。克利經常儲備廉價的電動牙刷，他和他的團隊用這些牙刷輕輕但徹底地搖晃番茄花，收集掉落在試管中的花粉，以便他們可以牽線搭橋。與此同時，育種家一直在使用打孔器收集葉子碎片並分析植物的 DNA，尋找與高含量揮發性物質或完美表皮相對應的遺傳模式。“基因分析無疑為雜交決策提供了資訊，”克利說。“隨著番茄基因組序列的出現，我們的工作在過去兩年中確實加快了速度。”
佛羅里達大學剛剛釋出了兩種這樣的雜交品種——花園寶石和花園珍寶——他們希望將其授權給一家種子 公司，以便大規模分銷。雖然雜交品種的產量不如商業番茄，但它們的產量是傳家寶親本的三倍多，風味極佳，並且可以承受大量的運輸。
在某些方面，哈密瓜是甜瓜世界中的番茄。許多美國人——尤其是在東海岸——仍然可悲地不知道哈密瓜真正的美食樂趣，因為他們從未在採摘後幾天內吃過哈密瓜。美國 收穫的絕大多數哈密瓜 都在加利福尼亞州和亞利桑那州種植，並從那裡分銷到其他地方。當冬天來臨時，全國各地的人們都不走運了。從 12 月到次年 4 月左右，美國大陸很少收穫哈密瓜——對於一種祖先在中東進化的甜瓜來說，天氣根本不夠溫暖。相反，美國在較冷的月份從宏都拉斯、瓜地馬拉和其他熱帶國家進口其消費的所有哈密瓜。
為了使這種國際交流成為可能，育種家不得不創造出獨特的甜瓜型別。在藤蔓上，哈密瓜在植物激素乙烯爆發後會相當快地成熟和變軟。如果你在甜瓜成熟度最高時採摘並立即食用，它會很堅實且味道鮮美。然而，當長距離運輸水果時，這種快速成熟是有問題的。即使在冰上，甜瓜在航程結束時也會變得糊狀。正如番茄育種家偏愛能夠經受住運輸的耐用番茄一樣，甜瓜育種家也偏愛乙烯產量不如往常的哈密瓜，這樣它們在從田地到農產品區的旅程中就能保持堅實。但是，如果沒有乙烯的激增，負責產生所有揮發性化合物的化學反應就不會發生，而這些揮發性化合物會產生哈密瓜特有的香氣和味道。最終結果：在冬季，美國超市銷售的哈密瓜異常寡淡。
幾年前，在法國孟山都公司工作的植物育種家多米尼克·錢貝隆創造了一種新型的小型甜哈密瓜，這種哈密瓜令人驚奇地在收穫後幾周內仍能保持堅實。美國的一些雜貨商，如山姆會員店和海-維已經銷售這種“蜜橘”哈密瓜。現在，孟山都公司的傑夫·米爾斯和他的同事正在將蜜橘與傳統的長途運輸哈密瓜雜交，試圖大大改善後者的風味。儘管米爾斯無法透露專有細節，但他證實他和他的同事已經確定了哈密瓜基因，這些基因是多種性狀的基礎，例如對常見甜瓜疾病的抵抗力以及水果的整體品質。
米爾斯可以在種植哈密瓜種子之前尋找這些標記，這要歸功於一群合作且在很大程度上自主的機器人，其中一些機器人安置在孟山都公司位於加利福尼亞州伍德蘭的蔬菜研發總部內的分子育種實驗室中。首先，一臺名為種子削片機的機器從種子中削下一小塊用於 DNA 分析，留下核心的其餘部分完好無損，適合在溫室或田間播種。另一臺機器人從那小塊種子中提取 DNA，並新增必要的分子和酶，以化學方式將熒光標籤粘附到相關的基因序列上（如果存在）。還有一臺機器放大這些發光標籤的數量，以便測量它們發出的光，並確定基因是否存在。孟山都公司的種子削片機可以 24 小時運轉，整個系統可以在兩週內向育種家交付結果。
與哈密瓜一樣，美國種植的甜洋蔥在秋末和春季之間的大部分時間裡都無法為美國人提供。不同型別的洋蔥需要 不同的日照時長 才能開始在地表下形成鱗莖，因此，收穫時間也不同。“長日照”辛辣洋蔥需要至少 14 小時的陽光，在夏末和秋季收穫，而“短日照”甜洋蔥只需要 10 到 13 小時，在春季和初夏收穫。然而，到 9 月份到來時，美國會轉向秘魯、智利、墨西哥和其他國家購買甜洋蔥，一直進口到本土作物準備好在次年春天收穫為止。
十多年前，斯科特·亨德里克斯和他在塞米尼斯蔬菜種子公司的同事開始了一個專案，旨在使美國種植的甜洋蔥在秋季也能為消費者提供。他們首先種植了辛辣的長日照黃洋蔥田，並只儲存那些最甜的洋蔥的種子。塞米尼斯公司（已被孟山都公司收購）開發了一種辛辣度實驗室測試，而不是一個接一個地品嚐洋蔥——出於顯而易見的原因，這是一種不切實際的策略。他們的分析檢測洋蔥催淚因子（導致切菜板上淚水漣漣的揮發性氣體）化學反應的副產品。孟山都公司的約翰·烏利希解釋說，當將一角洋蔥液化並與某些分子混合時，曾經透明的副產品會變成琥珀色。他和他的同事對他們研究的幾乎每一種蔬菜都有類似的化學和機械測試：擠壓和刺穿甜瓜和番茄以評估其硬度的探針；一系列冰錐狀的尖齒，用於測量生菜的脆度；蒸餾氣味並判斷色素強度的機器。
亨德里克斯發起的育種計劃的最終產品被稱為 EverMild——一種在太平洋西北地區種植的長日照黃洋蔥。與許多長日照白色和黃色同類產品不同，它所含的洋蔥催淚因子水平足夠低，可以被歸類為甜洋蔥。現在，另一位塞米尼斯洋蔥育種家傑森·卡瓦託塔正在研究 EverMild 的一種中日照品種，以填補目前夏季中期的供應缺口，這個時期對於 EverMild 來說有點太早，對於典型的甜洋蔥收穫來說又太晚。如果他成功了，新的洋蔥將加入孟山都公司最近為農產品區創造的另外兩種食品的行列：零食大小的貝拉菲娜甜椒，只有其更熟悉的同類產品的三分之一大小，並且像小胡蘿蔔一樣用塑膠袋包裝在沃爾瑪和西夫韋超市銷售；以及 Frescada 生菜，一種甜脆的雜交品種，介於結球生菜和羅馬生菜之間，在山姆會員店有售。
播種創新
除了番茄、洋蔥和甜瓜之外，另一個因分銷困難而備受矚目的蔬菜受害者是西蘭花。美國 收穫的約 75% 的西蘭花 在加利福尼亞州種植。西蘭花喜歡涼爽的天氣，在薩利納斯山谷偶爾的霧毯中茁壯成長。當被迫忍受東北部炎熱潮溼的夏季時，這種蔬菜會產生 粗糙的花球，花蕾大小不一。構成西蘭花樹冠狀圓頂的每個小花蕾都是尚未開放的花朵。康奈爾大學的 托馬斯·比約克曼 和他的同事最近發現，在西蘭花發育的關鍵時期，它會計算它享受了多少小時的涼爽溫度，只有當計數足夠高時，才會產生均勻的花球。這就是為什麼在東海岸種植的西蘭花最終可能會出現吸引人的、飽滿的花蕾和微小的、幾乎難以察覺的花蕾的混合物。
三年半前，比約克曼、美國農業部的 馬克·法納姆 和他們的許多合作者決定培育一種新的西蘭花，這種西蘭花將在該國東部茁壯成長。在他們實驗室的生長室裡，比約克曼和他的團隊一直在將西蘭花置於東海岸的熱度和溼度水平下，只保留在這些條件下生長出最具吸引力花球的植物的種子。儘管他們還有很多工作要做，但他們已經培育出了比目前在東部種植的品種更能應對夏季炎熱天氣的西蘭花。與此同時，研究人員正在搜尋他們種植的各種植物的基因組，尋找解釋為什麼某些西蘭花比其他西蘭花表現更好的基因。找到這些基因可以縮短他們實現理想植物的旅程的年限。
創造在炎熱天氣中保持美麗的西蘭花不僅僅是一項美學練習——它還關係到讓農貿市場和雜貨商獲得更美味、更營養的西蘭花。比約克曼說，當天採摘當天食用的新鮮西蘭花與典型的超市食品完全不同——它很嫩，帶有醇厚的蔬菜風味，一絲金銀花的味道，而且沒有刺鼻的後味。將西蘭花從加利福尼亞州運到該國其他地區需要在黑暗中將蔬菜放在冰上儲存數天。沒有光照，光合作用停止，這意味著細胞停止製造糖。溫度迅速下降會破壞細胞壁，不可挽回地削弱植物的結構並降低其硬度。當西蘭花解凍時，各種酶和從細胞中逸出的分子會相互碰撞，並引發一系列化學反應，其中一些反應會降解營養和風味化合物。讓東部的農民種植並在當地銷售西蘭花可以解決所有這些問題。為了提高西蘭花的營養價值，孟山都公司釋出了 Beneforte 西蘭花，該西蘭花經過培育，含有超高水平的蘿蔔硫素，一些證據表明，蘿蔔硫素可能對抗細菌和癌症。您可以在一些全食超市和州兄弟超市找到這種花椰菜。
為了獲得啟動東部西蘭花專案的初始資助，比約克曼和法納姆必須透過從私營部門獲得資金來向美國農業部保證，種子 公司真正對西蘭花潛在的新區域市場感興趣。儘管他們從技術上講是競爭對手，但孟山都公司、先正達公司和貝喬種子公司都在做出貢獻。從理論上講，種子 公司和大學研究人員都可以從這種合作中受益。在研發階段，他們都共享資訊，甚至交換種子。然而，最終，是時候進行談判了。正如馬祖雷克和他的哈瓦納達，以及克利和他的美味番茄的情況一樣，比約克曼希望一旦他和他的同事們更接近他們美麗的西蘭花，一傢俬營公司將獲得這些種子的許可，併為商業種植者大規模生產。比約克曼和他的團隊根本沒有資金自己這樣做。對單個植物的基因組進行測序可能正變得越來越便宜，但產生大量的種子並將其推銷給農民仍然是一項非常昂貴的努力。
一些植物育種家擔心，由於大型種子 公司擁有的財務和技術資源遠遠超過小型公司和大學，真正的創新將會枯萎。“隨著技術轉移到私營部門，公共部門的育種計劃已經大幅減少，”威斯康星大學麥迪遜分校的 歐文·戈德曼 說，他最近推出了帶有同心金條紋的火焰橙色餐桌甜菜。“有些人認為這種轉移對這個國家來說是成功的，但公共育種將做私營部門不會做的事情——那些耗時太長或風險太高的事情。”
傑克·朱維克是伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校植物育種中心主任，他於 20 世紀 70 年代首次涉足育種行業。他回憶說，當時的大公司遠不如今天這般具有統治地位。“我剛入行時，有很多小公司在銷售各種各樣的種子，但它們基本上都被大型公司收購或擠出了市場。這徹底改變了整個行業的格局，”他說。“現在不再是由公共機構的人員開發成品種，我們大多數人都在為大型公司設計種質資源[種子和品種]。這些大型公司有資源進行良好的測試並培育出真正優良的品種，但最終它們控制了用於生產種子的絕大部分種質資源和技術。”
戈德曼和他在威斯康星大學麥迪遜分校的同事傑克·克洛彭堡屬於一個由來自全國各地的 20 位育種家和農民組成的團體，他們有興趣建立相當於種子開源軟體——任何人都可以使用的非專利品種。然而，在 21 世紀的商業種子領域中，如何實現這一點實際上並沒有強有力的先例。一個可能代價高昂的選擇是，植物育種家聘請律師，為他們的種子獲得標準專利或版權，目的是讓幾乎任何人都可以使用它們（當然，不包括那些龐大的私營公司）。或者，他們可以嘗試建立一種開源許可證，允許人們使用種子，但前提是他們也同意自由分享這些種子以及他們用這些種子培育出的任何品種。戈德曼還提出了一個折衷方案，即育種家將一些種子授權給私營部門以獲取利潤，但將另一些種子免費贈送。
克萊也想知道，某種程度的調和是否是最佳的前進方向。“現實情況是，我們在學術界無法與孟山都或其他大型種子公司競爭，”他說。“大學的育種家被擠出大宗作物領域，轉而進入小眾作物領域。在我的部門，我們有一位桃育種家、一位藍莓育種家和一位草莓育種家。我認識孟山都的很多人，他們已經放棄了這些對他們來說利潤微薄的作物。” 他希望這種二分法可以是互補的，公共部門和私營部門在不同的專業領域相互依賴。
最終，克萊最關心的，與越來越多現代植物育種家所關注的前景相同：彌合種植者維持生計的需求與消費者餐桌上想要的東西之間的鴻溝。“標記輔助育種使得回過頭來解決風味和質地等問題成為可能，”克萊說。“歸根結底，這其實非常簡單：讓我們給人們他們喜歡的東西。”
插圖作者：Marissa Fessenden