作为我国种植面积最广、总产量最高的粮食作物，玉米对保障国家粮食安全的重要性不言而喻。想要持续提高玉米的产量，关键在于新品种的培育。传统上，培育杂交种亲本一般需要连续自交纯化8代或更长周期，效率较低。那么，如何让这一过程加速，让育种变得更高效呢？

　　由中国农业大学教授陈绍江领衔的团队，经过长期的研究和探索，终于在这一领域取得了突破性的进展。他们成功研发出玉米单倍体育种高效技术体系，将亲本选育的周期缩短至2代，速度可提高4倍以上，让育种“快”了起来。近日，“玉米单倍体育种高效技术体系创建及规模化应用”获得2023年度国家技术发明奖二等奖。

　　玉米单倍体育种技术迎来重要突破

　　要想理解这个成果，我们首先需要了解什么是“单倍体”。

　　这是一个生物学概念，常见的玉米等作物都是二倍体，其染色体都是成对存在于细胞中的，而单倍体植株细胞的染色体数量为二倍体的一半。

　　理论上，对单倍体进行染色体加倍处理，就可以使其变回二倍体，这个过程中染色体由一个复制变成完全相同的两个，因此加倍获得的二倍体是遗传上纯合的纯系（即双单倍体系，或DH）。而这样的材料恰恰可以应用于杂交种的培育，能显著缩短玉米亲本纯系选育周期，大幅加快育种进程。

　　然而，自然界中单倍体的出现几率极低，难以满足育种的需求。科学家们曾尝试多种技术路径，但都面临着操作复杂、易受遗传背景影响等问题。面对这些挑战，陈绍江团队没有放弃，而是迎难而上，经过近30年的持续攻关，他们在基础理论和关键技术上均取得了原创性突破。

　　△杂交诱导单倍体育种技术流程

　　从高频诱导系的选育，到关键诱导基因的克隆，再到精准鉴别和高效加倍技术的创建，陈绍江团队打通了全技术链，形成了工程化快速育种模式，由此创建了单倍体育种高效技术体系，将纯系创制周期从传统的4-5年缩短至1年内，并实现了大规模的产业化应用。

　　这项技术被誉为现代种业的“高铁技术”，不仅大幅提升了我国种业科技的竞争力，更推动了玉米育种技术和模式的重大变革，为我国玉米种业振兴提供了关键技术支撑。

　　玉米经验在番茄育种中的尝试

　　玉米育种跑出“加速度”，无疑是一个令人振奋的突破，同时它也带来了一个思考方向：这样的成功是否可以复制到其他作物上呢？事实上，将玉米单倍体育种的成功经验拓展至更多作物，一直是陈绍江团队的重要攻关方向。

　　以番茄为例，这是一种同样需要获得亲本纯系来育种的作物。陈绍江团队曾在Plant Biotechnology Journal上发表研究成果，首次建立了番茄单倍体诱导系统，为创建单双子叶作物通用的跨物种单倍体快速育种技术体系奠定了基础。

　　团队在克隆玉米单倍体关键诱导基因ZmDMP的基础上，通过序列比对，发现ZmDMP在番茄中存在1个同源基因。

　　这项发现让团队非常惊喜，但番茄与玉米的不同特性也带来了新的挑战。由于番茄种子小，单倍体鉴别较为困难，为突破这一技术瓶颈，研究团队建立了荧光快速鉴别方法，通过浸种和萌发根尖荧光的两步观察，可实现番茄单倍体的精准鉴别。

　　借助于这一方法，团队成功地以创制的番茄单倍体诱导系为父本，与多个材料杂交，证明了番茄单倍体诱导体系的通用性和高效性。这一成果不仅为番茄单倍体快速育种技术研发起到了奠基性的引领作用，也为在更多作物上创建通用的跨物种单倍体育种技术体系及杂种优势利用效能的提升开辟了新的路径。

　　工程化育种为种业发展破题

　　作为全国知名的玉米育种专家，陈绍江不仅在科研领域取得了卓越成就，更将视野投向了中国种业的广阔天地。面对当前我国玉米种业所面临的多重挑战，如种业寒冬、品种同质化以及外企竞争带来的市场压力，陈绍江提出了工程化育种的理念，旨在为种业发展破题。

　　所谓工程化育种，就是运用工程化思维，组织起产业链的各个链条，跨部门、跨学科地配置资源，解决中国种业以往存在的规模偏小、缺乏突破性品种等“卡脖子”难题，从而提高育种效率，完善育种新技术体系，推动育种向规模化、现代化发展。

　　“育种一旦上了规模，就必须要有工程化的思维。”陈绍江形象地比喻说，就像建造高楼大厦需要精确的设计图纸和工程化管理一样，育种也需要科学规划和系统管理，以实现更高效的成果。

　　同时，工程化育种不仅是一种思维方式的转变，更是一种实践的创新。它以生物技术与工程技术为驱动力，以科学、技术、工程为支撑，逐步提升创新能力，是一个以产品为导向的主动育种过程。

　　在工程化育种的过程中，积极加强生物育种技术的突破是关键。陈绍江及其团队在玉米单倍体育种技术上的成功，已经为我们展示了生物技术在育种中的巨大潜力。随着技术的不断成熟和应用的不断扩大，未来或许能实现让更多作物育种“坐高铁”的梦想，继而为我国种业科技创新和振兴赋予强大的新动能，造就一个更加繁荣和高效的农业新时代。