he Crop Journal |北京大学现代农业研究院张兴平研究员团队革新双单倍体+异地加代育种技术，大幅缩短冬小麦育种周期

小麦是维系我国粮食安全的核心口粮作物。当前，在人口持续增长、极端天气频发的双重背景下，加速冬小麦遗传改良、缩短育种迭代周期、培育高产稳产、抗逆优质的突破性新品种，是应对全球粮食供需挑战、夯实国家粮食安全根基的核心关键。传统冬小麦育种存在周期冗长的痛点，选育稳定新品系通常需要7–8年，育种效率偏低、种质遗传改良进度缓慢，难以适配现代农业快速发展需求。双单倍体（DH）技术是破解育种周期瓶颈的核心技术，能够在短世代内获得纯合稳定品系。但长期以来，冬小麦DH育种受限于单倍体诱导率低、染色体加倍效率差、农艺性状鉴定效率不足、加代繁育体系不完善等诸多技术难题，严重制约了该技术在小麦规模化育种中的普及应用。

为系统性破解冬小麦DH育种的技术瓶颈，研究团队靶向优化了单倍体诱导、染色体加倍的全套技术流程，创新结合萌动种子春化技术，搭建了适配正季种植与非种植季节异地加代场景的冬小麦DH高效性状评价体系。传统育种采用幼苗春化移栽模式，存在工序繁琐、种植成本高、育种通量低等缺陷。该研究采用的萌动种子春化技术，无需幼苗移栽环节，可低成本、高通量完成冬小麦非种植季异地加代筛选与种子扩繁工作，完全适配规模化快速育种的产业需求（图1），为多环境下小麦大田规模化定向选育开辟了全新路径。

在核心技术迭代优化方面，团队创新筛选出最优育种材料与药剂体系，选用玉米杂交种京科甜608或白茅作为花粉供体，采用戊炔草胺作为新型染色体加倍药剂。该方案不仅有效降低了染色体加倍的试验成本，大幅提升了操作安全性，更显著提升了整体育种效率。体系优化后，冬小麦单倍体诱导率可达48.4%，染色体加倍率高达92.6%，成功攻克传统小麦DH育种效率低下的行业难题，大幅提升了DH育种技术的稳定性与田间实用性。

与此同时，该研究突破了传统F₁代单倍体诱导的固有育种思维，创新性将单倍体诱导世代由F₁代调整至F₂代，实现了重组后优良基因型的精准固定。育种人员可先在分离群体中筛选综合性状优异的单株，再针对优良单株开展双单倍体创制工作，有效提升育种群体的遗传增益，从源头提高新品种选育成功率，规避无效育种投入，让单倍体育种技术高效赋能小麦种质创新与新品种创制。

此外，研究团队整合基因组与表型大数据筛选、分子标记辅助选择、双单倍体创制、萌动种子春化加代四大核心技术，构建了一体化、全流程的小麦快速育种集成体系。依托该创新体系，可将传统冬小麦7–8年的育种周期大幅压缩至3年，快速推进优质、高产、抗逆冬小麦新品种的选育进程，已成功创制出一批综合性状优良的高产优质冬小麦新品系。该技术体系兼容性广、操作高效、适配规模化产业化育种场景，可广泛应用于冬小麦种质创新、新品种培育等核心育种工作（图1）。

图1. 利用双单倍体育种和异地加代技术加速冬小麦育种的流程示意图

综上，该研究系统优化并完善了冬小麦双单倍体结合异地加代的育种技术体系，彻底破解了长期制约小麦快速育种的核心效率瓶颈，为小麦遗传改良提供了高效和可复制的技术方案。研究成果对加速小麦种质资源创新迭代、提升我国种业自主创新能力、筑牢国家粮食安全防线具有重要的理论价值与广阔的产业应用前景。

作者与项目资助

北京大学现代农业研究院副研究员朱献文为该论文第一作者。科研助理李战超、张胜男参与了研究，徐云碧研究员、张兴平研究员为论文共同通讯作者。该研究得到山东省重点研发项目（2024CXPT072）和山东省自然科学基金（ZR2021ZD30）资助。