温室培育中处于开花和成熟阶段的代表性作物。研究团队供图

本报讯（记者刁雯蕙）近日，由中国农业科学院作物科学研究所、华大万物等多家单位组成的国际合作团队，在《分子植物》上发表观点文章，提出了植物“育种工厂”的构想，给未来农业发展提供了新思路。

传统育种以自然变异和杂交重组为主，存在周期长、效率低等特点，培育一个优良品种至少需要5至10年的时间，且难以精准筛选隐性优良基因。加之天气变化导致的病害虫等不可控因素，难以满足现代高效、优质的育种需求。

该文章提出了“育种工厂”的构想。“育种工厂”配备现代育种技术和环境组学技术，可在目标田间评估工作之前执行大部分的育种流程。这样的平台具备三大核心能力，一是分子育种平台集成标记辅助选择、基因组选择等技术，播种前筛选出优良品质的种子；二是加速生育体系，在人工环境下让作物“快进”生长；三是精准设计育种，根据目标产区的气候规律，在工厂内模拟筛选，预判育种在真实田间的表现。

文章把“育种工厂”分为5个发展阶段：第一阶段，实现作物提前开花；第二阶段，实现从播种到成熟全周期缩短；第三阶段，引入环境组学技术，在工厂内设置不同温度、光照、水分等条件，找出环境适应基因再进行田间验证；第四阶段，引入大数据和人工智能技术，整合基因型、表型、环境数据建模，实现真正的设计育种；第五阶段，理论构想阶段，在工厂内完成作物从头到尾的合成式培育，田间的概念或将被颠覆。

那么，如何推动“育种工厂”运转？研究团队提出了一套技术“组合拳”。首先进行种子无损检测，在种子播种前进行基因型鉴定，筛选出种子“优等生”；随后采用双单倍体技术，获取纯系育种；结合编辑基因、植株再生、基因型确认、表型采集、材料循环等基因编辑技术，以及调控染色体重组技术，使大田作物的年繁育世代从传统的2代提升到4至6代，大幅缩短品种选育周期。

文章明确了三类适合搬进“育种工厂”的作物场景，分别是叶菜、短周期蔬菜等室内栽培作物，水稻、小麦、玉米、大豆等大田粮食作物，以及苹果树等多年生的木本植物。在成本方面，文章初步测算，一座标准“育种工厂”年运营成本约50万到85万美元，实现单世代育种约为12.5万到21.5万美元。

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https://doi.org/10.1016/j.molp.2026.07.017