快速育种技术突破：指谷（Ragi）高效育种新方案助力气候智慧型农业发展

本研究针对气候变化背景下营养作物指谷（Finger millet）品种改良周期长的问题，开发了名为"Rapid Ragi"的快速育种技术。通过优化光周期（9小时）、温度（29±2℃）和高密度种植（105株/1.5平方英尺）等参数，成功将育种周期缩短28-54天，实现每年4-5代育种，较传统田间育种效率提升300%。该成果为气候智慧型农业提供了高效育种工具，相关论文发表于《Plant Methods》。

　　

随着全球气候变化加剧，传统主粮作物在干旱地区的产量预计到2040年将下降超过5%。在这种背景下，具有"超级谷物"之称的指谷（Finger millet，学名Eleusine coracana L.）因其卓越的气候适应性和营养价值备受关注。这种富含钙、膳食纤维和酚类化合物的C₄
植物能在贫瘠土地上生长，为全球约370万吨的年产量提供保障。然而，传统育种方法需要4-5年才能培育出改良品种，远远不能满足日益增长的粮食安全需求。

国际半干旱热带作物研究所的科研团队在《Plant Methods》发表了一项突破性研究，开发出名为"Rapid Ragi"的快速育种技术。这项研究通过精确调控环境参数和优化栽培措施，成功将指谷的育种周期从常规的100-135天缩短至61-78天，实现了每年4-5个世代的育种突破。

研究采用了三项关键技术：1）高密度种植系统（105孔育苗盘）；2）光周期调控（9小时光照）；3）营养管理（0.17% Hoagland No.2溶液喷雾）。实验在208平方米的控温设施中进行，温度维持在29±2℃，相对湿度70%。研究团队首先比较了50孔和105孔育苗盘对植株生长的影响，发现高密度种植（105孔）在保持良好发芽率（>83%）的同时显著降低了株高。随后通过不同光周期（5-13小时）和营养配方的测试，确定了9小时光周期配合Hoagland溶液的最佳组合。

【种植密度优化】
研究显示，采用105孔育苗盘（105株/1.5平方英尺）的高密度种植系统不仅节省空间（仅需田间1/8的面积），还能保持83%以上的发芽率。与50孔育苗盘相比，两种密度下的开花天数（DF）和成熟天数（DM）无显著差异，但高密度种植显著降低了株高，减少了倒伏风险。

【光周期与营养调控】
光周期实验表明，9小时光照处理配合0.17% Hoagland No.2溶液喷雾效果最佳，使早熟、中熟和晚熟品种的平均开花时间分别提前至52.6天，成熟期缩短至68.6天。其中晚熟品种V4的成熟期从132天缩短至54-78天，降幅达56-78天。值得注意的是，5小时光照处理几乎无法诱导开花，证实了指谷作为短日照植物的特性。

【生理成熟期采收验证】
研究创新性地提出在生理成熟期（种子发芽率95-100%）而非完全成熟期采收，可再节省6-8天。在9小时光周期下，早、中、晚熟品种的生育期分别缩短至75-78天，较常规田间栽培（104-135天）显著提升效率。

【群体验证】
在F₂
和F₃
代群体验证中，该技术使每世代周期缩短至64-68天，单株产量保持在80-150粒，发芽率100%。这意味着每年可完成4-5个世代育种，而传统方法仅能完成1-2个世代。

这项研究的意义在于建立了首个针对指谷的标准化快速育种体系"Rapid Ragi Protocol"。该技术通过整合环境控制（光周期、温湿度）、农艺措施（高密度种植、限水灌溉）和生理调控（生理成熟采收），实现了育种效率的质的飞跃。相比传统方法，新技术使育种空间利用率提升8倍，成本降低显著（减少种子用量、无需除草管理）。更重要的是，该体系可与分子标记辅助选择（MAS）、基因聚合等现代育种技术无缝衔接，为应对气候变化的作物改良提供了高效平台。

研究团队特别指出，该技术的核心优势在于仅需普通LED光源（9瓦）和常规育苗设施即可实施，无需特殊光谱，在发展中国家易于推广。未来，这项技术有望应用于其他小型谷物的快速育种，为全球粮食安全提供创新解决方案。