问题——育种周期长与核心技术受制约并存,成为种业提质增效的“堵点”。 种子是农业的“芯片”。保障粮食安全、推进种业振兴的背景下,传统育种普遍面临周期长、成本高、纯合系获得慢等难题:一条优良品系往往需要多代自交筛选,周期按年计算、投入贯穿多个生产季,难以及时应对灾害频发、气候波动加剧,以及市场对高产稳产、抗逆抗病品种的迫切需求。单倍体育种被认为是缩短育种周期的重要途径,但在诱导机理、精准鉴别和加倍效率等环节长期存在技术瓶颈,影响规模化应用。 原因——“诱导难、筛选难、加倍率低”三重卡点叠加,制约从科研到产业的转化。 中国农业大学农学院“育半功倍”单倍体育种创新团队由陈绍江、刘晨旭教授领衔,聚合作物遗传育种、种子科学与技术、农艺与种业等方向的青年骨干,现有成员19人。团队在梳理产业需求后认为,单倍体育种要真正进入企业生产体系,必须同时解决三件事:一是诱导效率不高、诱导材料不足带来的“诱导难”;二是缺乏稳定可靠标记,导致鉴别准确率和效率不足的“筛选难”;三是单倍体不育、加倍体系不成熟造成的“加倍率低”。三者相互牵制,使技术难以沉淀为可复制、可推广的完整工艺链。 影响——一批关键突破推动我国单倍体育种从“可做”迈向“好用”,加速新品种培育与落地。 围绕上述堵点,团队持续十余年攻关,打通从基础研究到产业应用的路径:在理论层面,聚焦玉米单倍体诱导的遗传机理,取得关键基因层面的突破;在方法层面,建立分子标记辅助选育路径,培育高效诱导系并在育种单位推广;在鉴别环节,完善色素标记等体系,提升鉴别准确性与作业效率;在加倍环节,通过优化培养基与操作流程,提高加倍率,使技术更适配大规模育种场景。通过系统集成,团队形成玉米单倍体育种高效技术体系,将传统需要多代积累的纯系培育过程压缩到更少代次,为企业缩短育种周期、降低田间试验成本提供了可行方案。 对策——以“技术体系+跨作物拓展+产业协同”打通推广链条,服务稳产保供和区域适配。 在推广应用上,团队坚持“问题从田间来、成果到田间去”,通过与育种单位和企业协作,推动关键材料与流程走向标准化、规模化。近年来,团队将对应的技术要素拓展到油菜、烟草、小麦、番茄等作物,探索跨作物技术体系构建,力求为不同作物、不同生态区提供更通用的加速育种工具。在成果产出上,团队已申请专利57项、发表论文77篇,相关成果获得2023年度国家技术发明奖二等奖、教育部技术发明一等奖、何梁何利基金科学与技术进步奖,并在2025年以“跨作物单倍体育种技术体系创建”获第十三届大北农科技奖特等奖等。多项成果入选“这十年农业科技标志性成就”,表明了技术路线的创新性与应用价值。 前景——以更高效、更可控的育种工具应对气候与市场双重不确定性,提升种业核心竞争力。 业内人士认为,未来种业竞争不仅是单一品种的竞争,更是育种平台和技术体系的竞争。随着极端天气事件增多、主要粮食作物稳产增产压力加大,高效育种技术将在抗逆、抗病、耐密植等性状聚合上发挥更大作用。单倍体育种与分子设计育种、表型组学等技术协同,有望深入提升育种决策精准度与新品种迭代速度。对高校科研团队而言,如何在关键核心技术自主可控的同时,推进标准体系建设、人才培养与企业端应用闭环,将成为决定技术影响力的重要因素。
把“种子”牢牢攥在自己手里,是保障国家粮食安全的战略选择。以“育半功倍”团队为代表的青年科研力量,在田间与实验室之间搭起桥梁,让关键核心技术更快走向生产一线、落到产业链上。面向未来,只有持续强化原创性和体系化科技供给,提升成果转化效率,把科研优势更快转化为稳产增产能力,才能以更扎实的“种业底座”支撑“大国粮仓”的长期安全。