故事

“国以农为本，农以种为先”。种子是农业之母，是农业科学的芯片，是粮食生产的源头，是重要的战略资源。世界范围内的农业竞争首先就是良种的竞争。

传统作物育种效率低

对于早期的植物育种家们来说，新品种选育是一个漫长的过程。这期间包括了跋山涉水搜寻种质资源，一年进行一次杂交，获得杂交种子后播种，然后日复一日在田间仔细观察杂种单株农艺性状的表现，在防治各种自然灾害（包括气候和病虫害）的侵袭的同时，等待植物慢慢开花结实，然后需要十几代甚至是几十代纯合或杂交，即使是一年生的大田作物，培育出一个作物新品种需要付出十几年甚至是几十年的时间。后来随着温室的发展，育种研究也随之转移到环境稍好的温室内，减少了自然灾害。

“南繁“让育种无缝衔接

为了加快育种的速度，科学家们选择不同地区，在获得一代杂交种子后，在另一个气候适宜的地方进行下一代杂交，实现一年2代甚至多代杂交育种，来缩短育种所需的年限。因此，在北京，从事水稻、玉米或大豆等育种研究的各大高校和科研机构的科学家们，每年冬天像候鸟一样，纷纷带上自己的珍贵的种子甚至水稻秧苗等科研材料，赶往海南岛。

忙碌的插秧工作（海南岛“南繁”基地）

作为“天然大温室”的海南岛，即使冬天也依然气候暖热、雨量充沛，适合水稻或玉米等一年生作物的生长。这项工作也被称为“南繁”。一直以来，“南繁”加代育种被称为水稻等大田作物的育种加速器，这在很大程度上节约了育种家的时间，解决了北方地区冬天不能种植一年生作物的难题。

植物工厂为育种按下“加速键”

南繁主要针对夏季型作物，如水稻、玉米进行育种，而针对冬季型作物的育种，就要考虑使用新的技术----植物工厂育种加速器。在以往的植物品种选育中遇到不同土壤类型、环境的差异性产生地域性限制的问题，植物工厂在光生物学技术上的突破和无土栽培技术上的成功应用，可以极大程度上消除这一问题的影响。植物工厂采用的封闭式全人工环境控制的种植技术，可以模拟不同的土壤、气候和光照条件，为不同的种质资源保存、筛选和繁育提供的有力的保障和支持。植物工厂的可控性栽培条件也可满足植物的周年种植，不受外界季节影响，大大缩短了育种繁育所需的时间，加速了育种的进程。并且植物工厂内部洁净环境可避免各种病虫害的发生，从而克服因大田条件下病虫害发生导致的珍贵种子的丢失，成为了育种家们加快育种的最佳选择。

植物工厂内的栽培条件具有可控性

全人工光型植物工厂内，从种子到获得能发芽生长的下一代种子，小麦最快的只需要2个月时间，生菜、西红柿、甜椒最快只需3个月，而大豆、玉米、油菜最快为4个月。植物工厂实现了一年生作物在一年里连续3~6代种植与种子采收，是当之无愧的“育种加速器”。

中科三安植物工厂蔬菜育种

在中科三安的育种实验室内，现有大量的生菜以及白菜正在悄然绽放着花朵，孕育着下一代的种子。经过多种试验以及调控各种环境条件，实验室已经实现了一年4~5代生菜的繁育，结实率相当高。随着研发的深入，育种材料的范围将会逐步扩大，未来育种工作的时间成本投入将会大幅度减少，效率成倍提高。植物工厂作为一年生作物的育种加速器，将很快被越来越多的育种工作者所采用，并为加速新品种的选育与提高育种效率做出重大的贡献。

案例---盐碱地育种

为解决山东东营盐碱地育种难、育种周期长、制种产量低等问题，由中科三安参与建设、提供光源解决方案的黄三角农高区耐盐碱植物育种平台于2021年9月正式启用。平台通过对苜蓿、藜麦、田菁、甜高粱、玉米、黑麦草、羊草、小米草等8种植物6500份育种材料进行试验，构建“实验室分子设计育种——人工模拟环境育种加速——田间耐盐碱梯度测试鉴定”三级育种体系，实现盐碱地适生植物精准快速育种，为发展盐碱地现代种业，保障国家粮食安全打基础、作示范。