Harnessing biotechnology to promote the utilization of crop heterosis

杂种优势是现代作物改良的重要理论与技术基础，其利用推动了农业生产力的显著提升。生物技术与育种技术的快速发展和融合，极大地丰富了杂种优势的研究手段与应用深度。本研究以第一届“第一届全国作物杂种优势与生物育种学术大会”报告为基础，系统综述了作物杂种优势与生物育种的研究进展，回顾了作物杂种优势机理解析、杂种优势利用技术的发展历史，探讨了作物生殖发育与雄性不育机制研究及其在杂种优势利用中的作用。重点总结了决定作物产量、生产效率以及调控胁迫条件下作物生长发育等重要性状的关键基因。分析了基因组解析在生物育种中的应用实践，以及基因编辑、合成生物学等现代生物育种技术的集成化与应用推广对提升育种效率的深远影响。此外，本文还阐明了通过提高种子质量、提高育种区域特异性以及提高育种主体水平等方面发展作物种业新质生产力的路径。最后，提出解析杂种优势形成的分子机制、释放基因编辑技术应用潜力、利用人工智能和大数据技术优化生物育种范式、关注环境适应性气候变化对育种工作的影响等是未来作物杂种优势与生物育种研究的发展方向，以期为保障粮食安全、农业可持续发展提供理论研究与技术应用的参考。