该院科研团队创建的小孢子高效遗传改良技术体系，克服了麦类作物细胞工程育种的一系列障碍，将大麦青稞的新品种纯合与筛选周期从十年缩短到两三年，同时极大提高“双减型（减化肥、减农药）”新品种选育的成功率，为全国各地大麦青稞育种团队提供了可靠的育种技术支撑。

“我们的一个小培养皿里，培养了几千个小孢子团，可代替一两亩的育种试验田！”记者从上海市农科院日前举行的“小孢子水平高效遗传改良技术体系的创建及大麦和青稞上规模化应用”学术研讨会上了解到，该院科研团队创建的小孢子高效遗传改良技术体系，克服了麦类作物细胞工程育种的一系列障碍，将大麦青稞的新品种纯合与筛选周期从十年缩短到两三年，同时极大提高“双减型（减化肥、减农药）”新品种选育的成功率，为全国各地大麦青稞育种团队提供了可靠的育种技术支撑。

一个培养皿，相当于一两亩的试验田

何为小孢子？市农科院植物细胞工程科研团队带头人黄剑华告诉记者，所谓小孢子，就是植物花药里的花粉粒，相当于植物的生殖细胞，其中包含了植物的全部遗传信息。运用小孢子育种，是真正意义上的单倍体细胞工程育种。

按照以往的传统育种方法，科研人员需要在大田里一代代筛选后代，留下表现优良的，舍弃性状不佳的，许多年后，才会形成比较“纯”的优良性状表达。但如今，市农科院的科研人员采用小孢子育种技术，将小孢子再生的单倍体植株染色体加倍，就可以“一步到位”形成“纯”的性状表达，同时直接在细胞培养皿中进行优劣选择，而不需要等到一代代“孩子”长成了再作筛选，这样就能在2到3年里选育出一个优良纯合的新品系，而以前，通常需要10年甚至更长时间。

 几年前，黄剑华带领团队培育出的大麦新品种“花11”，成为世界上第一个采用小孢子育种技术育成的啤酒大麦新品种。该品种不仅适合在沿海盐碱地种植，抗逆性强，而且产量明显提高，品质大幅提升。“花11”已在全国啤酒大麦的主产区江苏盐城推广种植超过100万亩，受到当地农民和麦芽生产企业的欢迎。如今，该技术体系已在全国各地500多份育种材料中实现了小孢子再生成苗，大幅度拓宽了小孢子培养成功的基因型，标志着其“广适性”得到验证，可以成功应用于规模化育种。

 值得一提的是，该技术体系还为藏区稳定、藏民脱贫的青稞良种保障提供了支撑。青稞是藏区的主要作物，粮草双高型青稞品种选育是保证藏民粮食安全的重要举措，保健、酿酒专用青稞新品种选育更是藏民致富的有效途径。市农科院植物细胞工程科研团队通过十多年的攻关，首次报道青稞小孢子培养技术，通过与藏区育种团队的合作，首次利用杂交结合小孢子培养相结合的高效育种方法，育成了1份青稞新品种，10多份候选新品系正在田间鉴定。前不久，该团队正式参加了西藏重大科技专项和国家重大研发计划，承担青稞细胞与分子育种技术攻关；同时参加上海市科技兴农重点攻关项目，承担运用小孢子技术加快酿酒专用青稞新品种的选育任务。

在培养液中加点盐，“胁迫”出了耐盐碱的新品种

市农科院团队还率先发明系列小孢子胁迫筛选方法，大幅提高节肥、抗病、耐盐品种的选育效率。

 团队核心成员刘成洪介绍说，小孢子育种技术还有另一个明显优势，那就是更容易出现丰产性高、抗逆性强的后代。比如氮胁迫筛选，指的是科研人员在小孢子的培养液里将氮营养减少70%甚至更低，按照“优胜劣汰”法则，无法适应这一胁迫压力的后代会被自然淘汰，存活下来的就是强者，具有氮高效利用的特点和能力，新品种有利于减少化肥的施用量。而啤酒大麦新品种“花11”，则是科研人员在小孢子培养液里增加了盐碱成分，在此压力下培养出的抗盐碱性、抗病性明显增强的后代。

 据透露，到目前为止，该团队运用该技术体系已快速创制出了14份耐低氮（节肥）、5份赤霉病抗性、4份耐盐性、1份黄花叶病抗性明显增提高的特色纯合种质材料。“双减型（减化肥、减农药）”新品种选育的创新技术，将为我国农业绿色发展提供源头上的保障。

为全国20多个育种团队提供技术支撑

“小孢子培养技术能快速聚合、纯合有益基因，这帮助全国各地麦类育种团队大大提升了育种效率，我们为自己团队的工作感到光荣。” 国家大麦青稞产业技术体系育种岗位科学家、市农科院植物细胞工程科研团队小孢子培养技术的研发负责人陆瑞菊告诉记者，他们的PPT介绍中经常会出现一张中国地图，上面标注着各地的育种团队，近的有江苏、安徽、湖北，远的有黑龙江、内蒙古、甘肃、青海、西藏，这记录了市农科院植物细胞工程科研团队服务全国的故事。黑龙江省农业科学院作物育种研究所研究员、大麦遗传育种专家刁艳玲介绍说，她和她的团队早在2009年就从小孢子培养技术中尝到了甜头，目前选育了几百个值得推广的性状稳定的株系，其中一个新品种已纳入国家登记。

 据统计，到目前为止，市农科院植物细胞工程科研团队率先应用小孢子高效遗传改良技术体系，通过与全国20多家大麦和青稞育种团队合作以及自主选育，已决选出139份候选品系，优选出12份新品系，育成了5个优良大麦新品种，1个青稞新品种，使我国的大麦青稞细胞工程育种技术达到了国际领先。