種子的秘密——從玉米高產看河南種業創新
更新時間：2025/4/7 11:17:41 來源：大河網-河南日報
時政要聞
湯繼華帶著學生進行玉米育種科研。
河南農業大學南繁基地玉米試驗田里，科研人員正在工作。
柘城縣安平鎮李莊村村民在秋收時節晾曬玉米，滿地金黃孕育著豐收的希望。張子斌 攝
本版圖片除署名外均為受訪者供圖
□本報記者 樊雪婧 實習生 張婉晴
一粒種子，萬擔金黃。
作為農業的“芯片”，種子事關國家糧食安全，對農業現代化發揮著基礎性作用。2025年中央一號文件提出，深入實施種業振興行動，發揮“南繁硅谷”等重大農業科研平臺作用，加快攻克一批突破性品種。
3月20日，在海南三亞舉行的2025中國種子大會暨南繁硅谷論壇上，“2024年尋找高產玉米測產活動”中黃淮海區高產品種榜單公布。引人注目的是，來自河南農業大學專家教授及其合作團隊培育的5個玉米品種——康農8009、君育136、豫單883、MY73和九圣禾6116——成功躋身榜單前十名。
畝產超2000斤，全國高產“10強”席位穩坐一半，河南玉米高產的秘密是什么？未來，玉米又會有哪些新模樣？在小麥玉米兩熟高效生產全國重點實驗室里，玉米育種創新正在跑出“加速度”。
像“候鳥”一樣南繁
4月2日，河南農業大學，小麥玉米兩熟高效生產全國重點實驗室里一派忙碌的景象。偌大的校園里，這個實驗室的大門最好辨認，門前晾曬著許多金黃的玉米棒子。
大門一側，科研人員正在接力搬運裝得滿當當的編織袋，看著記者疑惑的目光，河南農業大學副校長、小麥玉米兩熟高效生產全國重點實驗室常務副主任湯繼華笑著說：“這里面就藏著你要找的高產秘密。”
打開一袋，金黃色的玉米棒子骨碌碌地散落出來，它們剛剛從2000公里外的海南南繁基地跋涉而來。
今年，科研人員要從這2萬余份玉米材料中，配出約20萬個組合，這差不多是目前全世界規模最大的玉米雜交實驗。接下來，挑戰持續升級，對雜交種進行田間種植鑒定，觀察生長情況、抗病性、產量等指標，最終才能篩選出20多個優良品種，可以說是“萬里挑一”。
為什么是從海南來？一番打聽得知，原來，玉米高產的秘密里，藏著一個“候鳥”南繁的故事。
“南繁南繁，又難又煩！”這是“玉米人”南繁育種時經常發出的感嘆。湯繼華說，“早年到海南育種，我們面臨四個困境，大家戲稱為四斗：與天斗，抗臺風；與地斗，選良田；與牛斗，防啃苗；與鼠斗，鼠口奪糧。”
那為啥還要像“候鳥”一樣，每年秋末冬初，帶著北方收獲的種子到海南種植，6月再回到中原大地種上新一代的玉米？
“玉米在北方一年只能種植一代，在海南的獨特氣候條件下，可以種植兩到三代，本來6年才能干完的活，變成3年、2年就全干完了。”湯繼華介紹，作為南繁理論的發源地，河南農業大學是全國最早開展南繁育種的單位。從20世紀60年代，中國玉米育種奠基人之一、河南農業大學吳紹骙教授創新性提出“異地培育”理論以來，育種突破了時空限制，不僅孕育出一批又一批高產、優質的新品種，還推動了崖州灣國家實驗室等重要科研平臺的建立，極大加速了玉米、水稻等作物的育種進程。
每年，全國有超過8000名育種工作者從各地奔赴海南，利用這里的天然溫室在冬季進行加代繁育，縮短育種周期。
今年春節，湯繼華也是在南繁基地度過，帶著團隊為十幾萬株玉米，一株一株地進行人工授粉。一天“泡”在地里，重復著不同材料的套袋、授粉工作。每人每天授粉500—800個玉米果穗，搶時間完成了玉米選系材料的自交和新組合測配，這才有了后續科研實驗的新材料。
“萬里挑一”到“千里挑一”
相比小麥、花生這些常規種系，玉米育種的難題是——即便找到優秀的“爸爸媽媽”，也并不代表找到了好品種，品種好不好，要看第二代。
“這就是玉米育種‘萬里挑一’的原因。”湯繼華介紹，把兩個不同的親本相互做1萬個雜交，得了種子種下去，才能選出一個好的品種。
而玉米本是舶來品，起源于遙遠的美洲大陸，在大航海時代走向世界各地，400多年前才進入中國。既非原產地，育種研究又起步較晚，中國玉米育種材料相對缺乏。在傳統模式下，育種工作就像“拆盲盒”，需要不斷地篩選、組合，周期漫長，充滿偶然性。
培育一個玉米自交系，常規需要7—8代，南繁也需要3—4年之久。之后再進行雜交、鑒定，過程漫長。如今，在河南農業大學，運用雙單倍體技術，使得篩選玉米優秀“雙親”的過程大幅縮短，育種創新變成了一種相對可控、可預期的過程。
河南農業大學李浩川教授團隊，便揭示了玉米單倍體自然加倍的細胞學機制，提出基于油分雙閾值提高玉米單倍體自動化分選效率和選育出優良玉米單倍體誘導系等研究成果。
“現在我的試驗田中80%—90%的自交系，都是通過單倍體技術選育出來的。”在李浩川的實驗室里，團隊的目標是讓抗病的材料和高產的材料獲得百分之百的基因型。什么是百分之百的基因型？“比如說，我們掌握了高產的材料和抗病的材料，這兩個雜交之后，如果這對‘雙親’都是百分之百的純合系，它的后代就是既高產又抗病的。”
從“萬里挑一”到“千里挑一”“百里挑一”，湯繼華說，這是育種人不斷的追求。“基礎研究的支撐越強大，我們掌握的基因足夠多，解開的秘密足夠多，育種效率就會越來越高，育出好種子的概率也會越來越大，實現從‘萬里挑一’到‘千里挑一’。”
湯繼華說：“基礎研究就是用來解決實際問題的，玉米種植生產中遇到什么問題，就進行相應的基礎研究，把基礎研究和應用研究結合起來，科研工作才真正有用。”
一粒價值2680萬元種子的基因密碼
在實驗室走廊的展示臺上，放置著數十穗玉米，身上貼著不同的標簽，玉米穗型雖各不相同，但看上去無一例外的金黃飽滿。
YD268，一個適合籽粒機收的玉米新品種。2024年秋天，這粒種子達成技術轉讓費2680萬元，再創我國種業界玉米品種轉讓費紀錄。
“芯細、籽粒滿，別看個頭不大，卻很有分量。”湯繼華指著飽滿的籽粒介紹，它是個“全能型”品種，具有矮稈耐密植、適應區域廣、宜籽粒機收，耐高溫、抗倒伏、抗病害等多種優良特性，在全國多地試驗點種植檢驗，各地區表現都穩定優異。
一粒種子如何集諸多優勢于一身？湯繼華做了一個很形象的比喻：“就像搭積木，把相關重要性狀的優異基因聚合在一起就成了。”
在農業種業的革新道路上，基因編輯與生物育種無疑是關鍵領域。但尋找到這些優異基因，卻并非易事。玉米基因大約有4萬余個，目前解析的不足500個，而已知且能夠用于育種的優異基因還不到100個。
“我掌控著果穗大小！”“玉米棒子軸的粗細，要聽我的。”“籽粒灌漿得靠我！”……顯微鏡下，優異基因們隆重登場。
玉米散粉期害怕高溫，怎么辦？湯繼華課題組找到“見光散粉”基因，創造性將玉米每天的散粉開始時間由原來的9點左右提前至7點左右，避開高溫時段對玉米花粉的影響，解決了玉米不耐高溫這一“卡脖子”難題。
玉米天敵南方銹病怎么抗？丁俊強團隊多年圍繞南方銹病研究，找到了多個抗南方銹病的基因，通過分子標記選育出的品種都高抗南方銹病。
玉米種植加密，光合作用受影響，怎么辦？陳彥惠團隊尋找的“葉夾角”基因，通過調控玉米葉子的角度，為加大玉米種植密度提供解決方案。
尋找到合適的基因，也并非萬事大吉。湯繼華介紹：“克隆了基因后，通過基因編輯，將這些優良特性的基因進行組合，選育出來的優良組合放到全國40個點做多點試驗，在最嚴苛的環境下觀察品種的抗逆性，最后選出15到20個組合進入審定程序，才可能選出最優的品種。”
未來玉米是什么新模樣
玉米變得越來越高產、越來越抗病，得益于玉米育種技術的不斷更迭和升級。今年兩會期間，智能育種、高蛋白玉米等熱詞引發關注，當智慧育種落進現實，種子的“含金量”也將不斷提升。
“從傳統的雜交技術，到分子輔助、全基因組選擇等，玉米育種技術攻關一直在向前推進，現在我們要去做智能設計育種。”湯繼華介紹，智能設計育種的最終目標是培育智能型品種，比如面臨高溫干旱天氣，品種會進行自我基因調節，從而達到抵御氣候的不良影響。
朝著這一未來趨勢，湯繼華團隊已經開始著手研究“環境鈍感”。“極端惡劣天氣時有出現，通過改變植物基因，讓植株對于環境變化不敏感，降低惡劣環境對于植株生長的影響，從而破解惡劣天氣這一棘手問題。”
談及未來目標，湯繼華目光堅定：“隨著生活水平的提高，人們在從吃得飽向吃得好轉變，肉蛋奶充裕的背后需要海量玉米的支撐。因此，高產是永恒的追求，我希望能將玉米種植密度提升至每畝5500株、每畝6000株。”
近年來，湯繼華團隊把黃淮海夏玉米的栽培密度每畝增加了1000株左右，達到每畝5000到5500株，畝產增加100到150公斤，促進了我國玉米品種的新一輪更新換代，為國家糧食安全作出了貢獻。
高產、抗性日漸提升，玉米品質的提升也被提上日程。富鐵玉米、富鋅玉米、甜糯玉米……育種不再只是為了“吃飽”，而是向營養健康跨越。
一款新型的低GI玉米種子已經培育成功。這是為糖尿病人、健身人群等特別研制的品種，高質量淀粉含量50%，意味著升糖速度變慢，更符合人們對于健康飲食、低碳水飲食的要求。
瞄準市場需求，調整育種方向，未來，更多優質的玉米品種，將促進種業振興，解決種業“卡脖子”問題，提升我國玉米種業競爭力。
記者手記
一粒玉米里的創新圖騰
□本報記者 樊雪婧
站在4月的大田里，春風裹挾著泥土的芬芳。再過不足一月，玉米幼苗將在這片田野上泛起新綠。
撥開明朝的歷史云煙，玉米漂洋過海扎根中原。從“吃飽”到“吃好”，一粒粒種子正在經歷蛻變。畝產200斤到畝產2000斤，玉米育種的每一次跨越，都鐫刻著科技與土地的深情對話。
從跟跑到領跑，河南玉米育種的科技突圍，離不開與太陽“競走”的育種人。
跟著農大的育種人，我曾數次踏入玉米試驗田。
盛夏的試驗田里密不透風，頭頂是炙熱的太陽，身旁是輕易就能劃傷手臂的玉米葉，育種人卻并不在意，手持授粉袋，躬身前行，額頭上滿是密密的汗珠。
晚秋的試驗田里盛滿豐收，轟隆隆的收割機整齊前進，脫穗后的籽粒揚出一道弧線，落成滿袋的金黃。
育種實驗室里，顯微鏡下的玉米染色體跳動著。育種人在它們身上尋找抗病、抗逆又高產的秘密，數十年如一日的探索中，他們正用基因“剪刀”裁剪出新的時空維度，重新定義豐收的重量。
從仰韶文化炭化粟粒到如今占全國產量1/10的河南玉米，這片土地始終用種子丈量文明的尺度。這種打破自然律動的勇氣，或許就是中原育種創新的精神圖騰：把對豐收的渴望，都化作向下扎根的力量。
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河南農業大學南繁基地玉米試驗田里，科研人員正在工作。
柘城縣安平鎮李莊村村民在秋收時節晾曬玉米，滿地金黃孕育著豐收的希望。張子斌 攝
本版圖片除署名外均為受訪者供圖
□本報記者 樊雪婧 實習生 張婉晴
一粒種子，萬擔金黃。
作為農業的“芯片”，種子事關國家糧食安全，對農業現代化發揮著基礎性作用。2025年中央一號文件提出，深入實施種業振興行動，發揮“南繁硅谷”等重大農業科研平臺作用，加快攻克一批突破性品種。
3月20日，在海南三亞舉行的2025中國種子大會暨南繁硅谷論壇上，“2024年尋找高產玉米測產活動”中黃淮海區高產品種榜單公布。引人注目的是，來自河南農業大學專家教授及其合作團隊培育的5個玉米品種——康農8009、君育136、豫單883、MY73和九圣禾6116——成功躋身榜單前十名。
畝產超2000斤，全國高產“10強”席位穩坐一半，河南玉米高產的秘密是什么？未來，玉米又會有哪些新模樣？在小麥玉米兩熟高效生產全國重點實驗室里，玉米育種創新正在跑出“加速度”。
像“候鳥”一樣南繁
4月2日，河南農業大學，小麥玉米兩熟高效生產全國重點實驗室里一派忙碌的景象。偌大的校園里，這個實驗室的大門最好辨認，門前晾曬著許多金黃的玉米棒子。
大門一側，科研人員正在接力搬運裝得滿當當的編織袋，看著記者疑惑的目光，河南農業大學副校長、小麥玉米兩熟高效生產全國重點實驗室常務副主任湯繼華笑著說：“這里面就藏著你要找的高產秘密。”
打開一袋，金黃色的玉米棒子骨碌碌地散落出來，它們剛剛從2000公里外的海南南繁基地跋涉而來。
今年，科研人員要從這2萬余份玉米材料中，配出約20萬個組合，這差不多是目前全世界規模最大的玉米雜交實驗。接下來，挑戰持續升級，對雜交種進行田間種植鑒定，觀察生長情況、抗病性、產量等指標，最終才能篩選出20多個優良品種，可以說是“萬里挑一”。
為什么是從海南來？一番打聽得知，原來，玉米高產的秘密里，藏著一個“候鳥”南繁的故事。
“南繁南繁，又難又煩！”這是“玉米人”南繁育種時經常發出的感嘆。湯繼華說，“早年到海南育種，我們面臨四個困境，大家戲稱為四斗：與天斗，抗臺風；與地斗，選良田；與牛斗，防啃苗；與鼠斗，鼠口奪糧。”
那為啥還要像“候鳥”一樣，每年秋末冬初，帶著北方收獲的種子到海南種植，6月再回到中原大地種上新一代的玉米？
“玉米在北方一年只能種植一代，在海南的獨特氣候條件下，可以種植兩到三代，本來6年才能干完的活，變成3年、2年就全干完了。”湯繼華介紹，作為南繁理論的發源地，河南農業大學是全國最早開展南繁育種的單位。從20世紀60年代，中國玉米育種奠基人之一、河南農業大學吳紹骙教授創新性提出“異地培育”理論以來，育種突破了時空限制，不僅孕育出一批又一批高產、優質的新品種，還推動了崖州灣國家實驗室等重要科研平臺的建立，極大加速了玉米、水稻等作物的育種進程。
每年，全國有超過8000名育種工作者從各地奔赴海南，利用這里的天然溫室在冬季進行加代繁育，縮短育種周期。
今年春節，湯繼華也是在南繁基地度過，帶著團隊為十幾萬株玉米，一株一株地進行人工授粉。一天“泡”在地里，重復著不同材料的套袋、授粉工作。每人每天授粉500—800個玉米果穗，搶時間完成了玉米選系材料的自交和新組合測配，這才有了后續科研實驗的新材料。
“萬里挑一”到“千里挑一”
相比小麥、花生這些常規種系，玉米育種的難題是——即便找到優秀的“爸爸媽媽”，也并不代表找到了好品種，品種好不好，要看第二代。
“這就是玉米育種‘萬里挑一’的原因。”湯繼華介紹，把兩個不同的親本相互做1萬個雜交，得了種子種下去，才能選出一個好的品種。
而玉米本是舶來品，起源于遙遠的美洲大陸，在大航海時代走向世界各地，400多年前才進入中國。既非原產地，育種研究又起步較晚，中國玉米育種材料相對缺乏。在傳統模式下，育種工作就像“拆盲盒”，需要不斷地篩選、組合，周期漫長，充滿偶然性。
培育一個玉米自交系，常規需要7—8代，南繁也需要3—4年之久。之后再進行雜交、鑒定，過程漫長。如今，在河南農業大學，運用雙單倍體技術，使得篩選玉米優秀“雙親”的過程大幅縮短，育種創新變成了一種相對可控、可預期的過程。
河南農業大學李浩川教授團隊，便揭示了玉米單倍體自然加倍的細胞學機制，提出基于油分雙閾值提高玉米單倍體自動化分選效率和選育出優良玉米單倍體誘導系等研究成果。
“現在我的試驗田中80%—90%的自交系，都是通過單倍體技術選育出來的。”在李浩川的實驗室里，團隊的目標是讓抗病的材料和高產的材料獲得百分之百的基因型。什么是百分之百的基因型？“比如說，我們掌握了高產的材料和抗病的材料，這兩個雜交之后，如果這對‘雙親’都是百分之百的純合系，它的后代就是既高產又抗病的。”
從“萬里挑一”到“千里挑一”“百里挑一”，湯繼華說，這是育種人不斷的追求。“基礎研究的支撐越強大，我們掌握的基因足夠多，解開的秘密足夠多，育種效率就會越來越高，育出好種子的概率也會越來越大，實現從‘萬里挑一’到‘千里挑一’。”
湯繼華說：“基礎研究就是用來解決實際問題的，玉米種植生產中遇到什么問題，就進行相應的基礎研究，把基礎研究和應用研究結合起來，科研工作才真正有用。”
一粒價值2680萬元種子的基因密碼
在實驗室走廊的展示臺上，放置著數十穗玉米，身上貼著不同的標簽，玉米穗型雖各不相同，但看上去無一例外的金黃飽滿。
YD268，一個適合籽粒機收的玉米新品種。2024年秋天，這粒種子達成技術轉讓費2680萬元，再創我國種業界玉米品種轉讓費紀錄。
“芯細、籽粒滿，別看個頭不大，卻很有分量。”湯繼華指著飽滿的籽粒介紹，它是個“全能型”品種，具有矮稈耐密植、適應區域廣、宜籽粒機收，耐高溫、抗倒伏、抗病害等多種優良特性，在全國多地試驗點種植檢驗，各地區表現都穩定優異。
一粒種子如何集諸多優勢于一身？湯繼華做了一個很形象的比喻：“就像搭積木，把相關重要性狀的優異基因聚合在一起就成了。”
在農業種業的革新道路上，基因編輯與生物育種無疑是關鍵領域。但尋找到這些優異基因，卻并非易事。玉米基因大約有4萬余個，目前解析的不足500個，而已知且能夠用于育種的優異基因還不到100個。
“我掌控著果穗大小！”“玉米棒子軸的粗細，要聽我的。”“籽粒灌漿得靠我！”……顯微鏡下，優異基因們隆重登場。
玉米散粉期害怕高溫，怎么辦？湯繼華課題組找到“見光散粉”基因，創造性將玉米每天的散粉開始時間由原來的9點左右提前至7點左右，避開高溫時段對玉米花粉的影響，解決了玉米不耐高溫這一“卡脖子”難題。
玉米天敵南方銹病怎么抗？丁俊強團隊多年圍繞南方銹病研究，找到了多個抗南方銹病的基因，通過分子標記選育出的品種都高抗南方銹病。
玉米種植加密，光合作用受影響，怎么辦？陳彥惠團隊尋找的“葉夾角”基因，通過調控玉米葉子的角度，為加大玉米種植密度提供解決方案。
尋找到合適的基因，也并非萬事大吉。湯繼華介紹：“克隆了基因后，通過基因編輯，將這些優良特性的基因進行組合，選育出來的優良組合放到全國40個點做多點試驗，在最嚴苛的環境下觀察品種的抗逆性，最后選出15到20個組合進入審定程序，才可能選出最優的品種。”
未來玉米是什么新模樣
玉米變得越來越高產、越來越抗病，得益于玉米育種技術的不斷更迭和升級。今年兩會期間，智能育種、高蛋白玉米等熱詞引發關注，當智慧育種落進現實，種子的“含金量”也將不斷提升。
“從傳統的雜交技術，到分子輔助、全基因組選擇等，玉米育種技術攻關一直在向前推進，現在我們要去做智能設計育種。”湯繼華介紹，智能設計育種的最終目標是培育智能型品種，比如面臨高溫干旱天氣，品種會進行自我基因調節，從而達到抵御氣候的不良影響。
朝著這一未來趨勢，湯繼華團隊已經開始著手研究“環境鈍感”。“極端惡劣天氣時有出現，通過改變植物基因，讓植株對于環境變化不敏感，降低惡劣環境對于植株生長的影響，從而破解惡劣天氣這一棘手問題。”
談及未來目標，湯繼華目光堅定：“隨著生活水平的提高，人們在從吃得飽向吃得好轉變，肉蛋奶充裕的背后需要海量玉米的支撐。因此，高產是永恒的追求，我希望能將玉米種植密度提升至每畝5500株、每畝6000株。”
近年來，湯繼華團隊把黃淮海夏玉米的栽培密度每畝增加了1000株左右，達到每畝5000到5500株，畝產增加100到150公斤，促進了我國玉米品種的新一輪更新換代，為國家糧食安全作出了貢獻。
高產、抗性日漸提升，玉米品質的提升也被提上日程。富鐵玉米、富鋅玉米、甜糯玉米……育種不再只是為了“吃飽”，而是向營養健康跨越。
一款新型的低GI玉米種子已經培育成功。這是為糖尿病人、健身人群等特別研制的品種，高質量淀粉含量50%，意味著升糖速度變慢，更符合人們對于健康飲食、低碳水飲食的要求。
瞄準市場需求，調整育種方向，未來，更多優質的玉米品種，將促進種業振興，解決種業“卡脖子”問題，提升我國玉米種業競爭力。
記者手記
一粒玉米里的創新圖騰
□本報記者 樊雪婧
站在4月的大田里，春風裹挾著泥土的芬芳。再過不足一月，玉米幼苗將在這片田野上泛起新綠。
撥開明朝的歷史云煙，玉米漂洋過海扎根中原。從“吃飽”到“吃好”，一粒粒種子正在經歷蛻變。畝產200斤到畝產2000斤，玉米育種的每一次跨越，都鐫刻著科技與土地的深情對話。
從跟跑到領跑，河南玉米育種的科技突圍，離不開與太陽“競走”的育種人。
跟著農大的育種人，我曾數次踏入玉米試驗田。
盛夏的試驗田里密不透風，頭頂是炙熱的太陽，身旁是輕易就能劃傷手臂的玉米葉，育種人卻并不在意，手持授粉袋，躬身前行，額頭上滿是密密的汗珠。
晚秋的試驗田里盛滿豐收，轟隆隆的收割機整齊前進，脫穗后的籽粒揚出一道弧線，落成滿袋的金黃。
育種實驗室里，顯微鏡下的玉米染色體跳動著。育種人在它們身上尋找抗病、抗逆又高產的秘密，數十年如一日的探索中，他們正用基因“剪刀”裁剪出新的時空維度，重新定義豐收的重量。
從仰韶文化炭化粟粒到如今占全國產量1/10的河南玉米，這片土地始終用種子丈量文明的尺度。這種打破自然律動的勇氣，或許就是中原育種創新的精神圖騰：把對豐收的渴望，都化作向下扎根的力量。
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