传统作物育种长期面临气候依赖性强、世代周期漫长、选育效率低下等瓶颈问题,严重制约育种进程。
一个优良品种从杂交选育到推广应用,往往需要八至十年甚至更长时间,难以快速响应粮食安全和市场需求的紧迫挑战。
如何突破自然条件束缚,加快育种速度,成为我国农业科技领域亟待解决的重大课题。
近日,中国农学会组织专家对中国农业科学院都市农业研究所杨其长团队完成的"植物工厂育种加速器创制与产业化应用"成果进行评价。
评审专家一致认定,该成果在育种加代方法上实现颠覆性创新,攻克了植物工厂育种加速器的多项核心技术,整体达到国际领先水平。
项目团队经过十余年系统攻关,在理论创新和技术突破方面取得一系列重要进展。
研究人员深入揭示了植物工厂环境下信号光谱调控作物快速生长与成花转化的作用规律,阐明了营养液栽培条件下碳、氮、磷等营养元素与根际微环境促进作物从营养生长向生殖生长快速转换的作用机理。
在此基础上,团队构建了加速器环境下作物表型原位活体精准获取方法与性状动态预测模型,成功破解了作物"快速繁育"与"精准选择"融合的技术难题。
基于上述理论突破,研究团队首创植物工厂育种加速器工程技术体系,实现了育种环境的精准调控与优化配置。
该技术体系已成功应用于水稻、小麦、大豆等十余种作物以及两万余份育种材料,使作物生育周期缩短百分之五十一至百分之六十三,年加代次数从传统方式的一至两次提升至五至六次,育种效率实现数倍增长。
这一成果的科技含量和应用价值得到充分认可。
项目已获授权国家发明专利五十二件、美国专利四件、软件著作权二十一件,制定国家及行业标准三项。
成果入选国家"十三五"科技创新成就展农业领域标志性重大成果和二〇二五年农业农村部"重大引领性技术",荣获中国发明协会创新奖一等奖和中国农业科学院杰出科技创新奖。
目前,该技术已在一百二十余家育种单位推广应用,显著加快了优良品种选育进程,为各育种机构节约大量时间和成本。
专家指出,植物工厂育种加速器的规模化应用,将有力推动我国种业创新能力提升,增强农业科技自立自强水平,为保障国家粮食安全和重要农产品稳定供给提供坚实支撑。
从国际竞争格局看,育种技术创新已成为各国抢占农业科技制高点的关键领域。
我国植物工厂育种加速器技术的突破,不仅填补了国内空白,更在国际上确立了领先地位,彰显了我国农业科技创新的实力与潜力。
这项源自中国的农业科技突破，不仅改写了作物育种的速度极限，更重新定义了现代农业科技的发展路径。
在耕地资源约束日益趋紧的背景下，植物工厂育种技术展现出的"环境替代土地、技术替代资源"创新理念，或将为全球农业可持续发展提供新的中国方案。
其产业化进程所积累的经验，也为其他领域的技术创新提供了可资借鉴的范式。