在全球气候变化加剧、人口持续增长与耕地持续减少的背景下，粮食安全压力持续上升。作为全球核心粮食作物与关键饲料来源，玉米产量提升再次成为育种突破的战略焦点。
单株产量与群体产量之间的结构性矛盾，以及抗逆性、光温适应性与密植增产潜力之间的协同难题，正持续制约玉米产量进一步突破。
在此背景下，“高密度+强抗逆+高群体产量”的新育种方式正在形成。
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从“密度增产”走向“群体重构”
近期，河南农业大学农学院/小麦玉米两熟高效生产全国重点实验室汤继华教授团队在 Advanced Science 在线发表题为“Achieving High-Density and Stress-Resilient Maize Breeding Via Germplasm Innovation”的观点综述，系统提出以“群体优势”为核心的玉米育种新框架。
△图 1 论文题目截图。
该框架指出，玉米高产不再依赖单一路径，而是由三大核心驱动共同构成：种植密度提升，单株产量优化，抗逆能力增强。
并进一步融合养分高效利用与光温钝感机制，实现群体产量持续提升。关键转变在于：育种目标正在从“强化单株优势”转向“优化群体结构”。
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核心矛盾：个体优势 vs 群体效率
长期以来，株型优化被视为耐密育种核心路径，但研究表明：
个体优势过强，反而限制群体密度上限。
因此，研究提出一个关键判断：适度降低个体优势，是释放群体产能的前提。但这并不意味着降低产量，而是要求在密度提升的同时同步实现：单株产量再优化，光合效率提升，穗型结构重塑。最终实现“群体增产大于个体损失”的结构性收益。
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密植带来的系统性压力正在加剧
密度提升并非单向收益，而是伴随一系列连锁负效应：遮阴胁迫加重，倒伏风险上升，病虫害发生频率提高，高温导致花粉活性下降。
△图 2 玉米高产育种目标。©论文
因此，高密度玉米体系的本质，是一场“抗逆系统工程”。对应的解决路径包括：抗性位点聚合与分子聚合育种，茎秆韧性与气生根结构优化，花期调控以规避高温敏感窗口，提升受精结实稳定性。
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资源效率成为新约束条件
除了抗逆问题，另一个关键约束正在显现：
高产不应以高投入为代价。
因此，研究强调同步提升氮磷钾养分利用效率，光温资源利用效率，环境适应性范围扩展。目标是：在不显著增加施肥的情况下，实现密植条件下稳定增产，并扩大品种适应区域。
研究团队进一步提出玉米现代育种“四步法”，构建从变异到预测的完整闭环：1）创造变异：整合野生近缘种与地方品种资源，结合GWAS、QTL、RNA-seq、BSA/BSR等工具，并辅以诱变、基因编辑与从头驯化，拓展遗传基础；2）选择变异：利用分子标记与高通量表型组学，实现大规模材料的快速精准筛选；3）固定变异：通过自交、双单倍体技术及单倍体诱导编辑，实现优异基因型快速纯合稳定；4）基因组选择与杂交预测：整合基因型、表型及多组学数据，结合机器学习与深度学习模型，实现无需田间表型测定即可预测杂交组合表现，并进行亲本优化配置。
△图 3 玉米四步现代育种流程。©论文
该研究进一步指出，未来玉米育种的核心不再是单一性状改良，而是：多性状协同表达；性状兼容性提升；G×E（基因×环境）系统整合；高密度条件下的稳定表达能力。
育种正在从“性状优化”进入“系统设计”。
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智种评论
这篇论文的关键意义，不在于育种技术路径的增量组合，而在于对“产量形成机制”的重新定义：从单株性状叠加，转向群体系统效率。
由此带来三个隐性转向：评价体系从单株指标转向群体稳定性，性状优化从线性加法转向权衡约束，育种方法从经验选择转向模型驱动的预测系统。
但更深层的变化在于，玉米育种正在从“性状竞争”转向“系统竞争”。真正的瓶颈不再是单一性状突破，而是高密度条件下多性状协同表达的稳定性问题。
未来竞争的分水岭，将不再体现为品种差异，而体现为育种体系能力差异——即密度承载能力、抗逆系统能力与数据预测能力的综合比拼。
