综述：光驱动育种3.0：可持续遗传增益的主流化

本综述系统阐述了光生物学工具（如全光谱LED）通过调控光参数（光谱、光强、光周期）实现作物快速育种（Speed Breeding 3.0）的创新策略，提出定制化快速世代推进（RGA）协议可突破传统育种瓶颈，为应对气候变化和人口增长提供可持续解决方案。

　　

Highlights
全光谱LED技术的突破性进展实现了对光参数的精准调控，显著缩短了短日照、长日照和光中性作物的生长周期，使每年多轮育种成为可能。通过整合基因组选择、多重基因组编辑（如CRISPR）、基因驱动和机器学习模型（如BREEDIT），速育3.0技术正推动作物改良进入精准化时代。该体系不仅能拓宽栽培品种的遗传多样性，还为太空农业和垂直农场提供了技术支持。研究表明，光驱动育种可使遗传增益速率翻倍，为205年100亿人口粮食安全提供科技支撑。

Abstract
光生物学工具的革新正重塑现代植物育种范式。全光谱发光二极管（LED）结合优化光协议，将传统育种周期压缩至原来的1/3-1/2。核心突破在于：

1. 光谱调控：蓝光（450nm）促进生物量积累，远红光（730nm）调控开花素（FT）表达
2. 光强阈值：300-500μmol·m^-2·s^-1PPFD实现光合作用最大化
3. 光周期设计：16h光照/8h黑暗（长日照作物）或10h/14h（短日照作物）

速育3.0的创新性体现在：

• 针对不同作物（小麦、水稻、大豆）开发差异化RGA协议
• 整合抗病基因图谱（Resistance Gene Atlas）实现性状精准堆叠
• 通过表型组-基因组闭环优化（phenomic selection）加速优良等位基因富集

这些技术协同作用，使年遗传增益率从传统育种的1%提升至2.5%，尤其对C₄作物（玉米、高粱）效果显著。在气候变化背景下，该体系已成功培育出耐高温（>35°C）小麦品系和节水型（WUE提升40%）水稻品种。

未来发展方向包括：

• 开发可编程光谱动态调控系统
• 建立作物光响应数据库（PlantLightDB）
• 将量子点技术应用于光合效率提升

该技术体系为实现联合国可持续发展目标（SDG 2）提供了可规模化的技术路径。