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当前小麦育种最大的难题不是缺少优良基因，而是等待基因组合稳定下来。面对气候变化、人口增长以及粮食安全压力，育种家需要不断培育更高产、更优质、更抗逆的小麦新品种。
一个优秀杂交组合从产生到形成稳定品系，往往需要经历6～10代连续自交和人工选择，整个过程通常需要7～8年。时间，正在成为育种创新的重要瓶颈。
“双单倍体育种”的技术，它通过人工方式快速获得遗传高度纯合的小麦材料，将传统育种中最耗时的遗传固定阶段压缩到1～2个世代。
DH技术：如何跳过多年自交，实现快速遗传固定？
在传统育种中：杂交后代需要经过：F1 → F2 → F3 → F4 → F5……不断多代田间筛选，才能逐步固定优良基因。DH技术改变了这一过程。它首先诱导小麦形成只有一套染色体的单倍体植株，再通过人工方式进行染色体加倍，使其恢复正常二倍体状态，从而快速获得遗传高度纯合的DH系。
简单理解：传统育种：用多年自交慢慢完成基因固定。DH育种：用技术手段，在短时间完成遗传固定。
一个跨物种“组合”，如何加速小麦育种？
目前，小麦DH创制最成熟、应用最广泛的方法之一，就是小麦×玉米远缘杂交诱导单倍体。看似“不相关”的两个作物，却形成了一种特殊的育种组合：小麦提供遗传信息，玉米帮助小麦快速进入单倍体状态。
具体过程：小麦去雄--玉米花粉授粉--形成杂交胚--玉米染色体逐渐消失--留下小麦单倍体胚--胚拯救培养--染色体加倍--获得DH系。
△小麦DH系创制技术流程。 ©博瑞迪
小麦与玉米完成受精后，由于两个物种染色体存在差异，玉米染色体会快速丢失，获得只包含一套小麦染色体的单倍体胚。
由于玉米染色体在胚发育过程中逐渐丢失，杂交胚无法形成正常胚乳，不能自然发育成熟，需要通过胚拯救技术将幼胚转移到人工培养基中培养。这是小麦DH创制中的关键环节。
染色体加倍：DH商业化的关键“最后一步”
单倍体虽然携带完整的小麦遗传信息，只有一套染色体，无法正常完成减数分裂，通常不能稳定产生后代，需要进行染色体加倍，使其恢复正常二倍体状态，形成遗传稳定的DH系。传统方法主要利用秋水仙素等药剂。其原理是：在细胞分裂过程中，药剂抑制纺锤体形成，使复制后的染色体无法正常分离，从而实现染色体数量加倍。
加倍效率仍然是影响DH规模化应用的重要因素。不同小麦材料对加倍处理的响应存在差异，一些材料可能出现加倍成功率低；为此研究者也在探索更安全高效的替代方案。例如，新型加倍药剂戊炔草胺（如40 μmol/L戊炔草胺）处理后，染色体加倍成功率可达到92.6%。
小麦DH创制，正在变成一座“育种工厂”
DH技术高度以往依赖科研人员经验，从花期调控、人工授粉，到幼胚剥离和培养，每一个环节都需要长期实践积累。这也是DH技术过去难以大规模推广的重要原因。
如今，随着技术优化，小麦DH创制正在形成标准化生产体系，正在从“小规模科研实验”转向可复制、可扩展的生产体系。如澳大利亚悉尼大学植物育种研究所建立的小麦DH技术体系，首个DH小麦品种“Spitfire”于2010年在澳大利亚发布。中国农业大学云南现代种业研究院，已于西北农林，四川农大等20家单位提供小麦DH生产服务。
完整流程包括：
1）亲本准备与花期调控：通过环境控制，使小麦开花期与玉米散粉期精准匹配。
2）精准去雄与防污染：在小麦花粉成熟前去除雄蕊，避免自交污染。
3）最佳窗口期授粉：选择柱头完全外露、羽毛状蓬松的最佳窗口期集中授粉。撒粉均匀，轻震穗部，保证花粉全面附着柱头。
4）激素处理促进胚发育：授粉后，通过外源激素处理，提高单倍体胚形成效率。
5）胚拯救培养：利用显微操作剥离幼胚，在人工培养条件下培养成苗。
6）染色体加倍：通过药剂处理获得稳定DH植株。
7）扩繁与田间评价：获得DH种子后，进入产量、品质、抗病等性状评价。
△小麦DH创制七部流程图。
通过标准化DH生产平台，可以批量创制稳定材料，再结合分子检测和智能分析，加快优良材料筛选。国内企业也正在推动DH技术服务平台化，例如博瑞迪正在探索将分子检测、数据分析与育种流程结合，提高材料筛选效率。
△博瑞迪小麦DH系创制服务。 ©博瑞迪
DH+加代技术，如何把育种创新周期压缩到3年？
DH解决的是遗传固定问题，快速育种体系的形成，还需要结合异地加代和分子选择等技术。
目前，北京大学现代农业研究院小麦育种团队正在将：DH技术；种子春化；海南异地加代；分子标记辅助选择组合起来，形成新的快速育种模式。
流程大致为：
第一年：完成杂交与快速固定：完成亲本组合设计和杂交。利用DH技术快速获得遗传稳定材料。
第二年：加速繁殖与精准筛选：利用海南等异地生态条件进行加代繁殖。同时结合：分子标记检测； 抗病基因筛选； 品质指标分析； 提前淘汰低价值材料。
第三年：进入多环境评价：对优异DH材料开展：多点试验； 产量比较； 环境适应性评价。 筛选具有进一步开发价值的候选材料。
“3年周期”不是新品种商业化时间，而是DH技术加速材料创制和筛选，让优良组合更快进入品种评价阶段。博瑞迪通过温室加速创制与标准化技术流程，进一步压缩DH材料创制周期，最快8个月完成交付。
△博瑞迪小麦育种加速体系。 ©博瑞迪
DH技术将如何连接智能育种？
DH技术解决的是：如何快速获得稳定材料。未来育种还需要回答：哪些材料值得继续用？
随着DH技术应用规模扩大，育种家能够获得更多稳定材料，如何快速评价和筛选这些材料将成为新的挑战。DH技术正在与基因组选择、智能表型分析、基因编辑等技术结合，提高材料评价和选择效率。
未来，小麦育种将逐步从过去的“杂交—多年筛选”，转向“快速创制材料、多维评价、精准选择”。从小麦×玉米远缘杂交体系，到标准化DH生产流程，再到数据技术辅助育种，小麦育种正在从依赖长期经验积累，走向更高效的材料创制和选择体系。
育种技术专栏-博瑞迪专刊
