GAIN计划：开启玉米种质资源创新新征程

摘要：民以食为天，粮以种为先。玉米，作为全球最重要的粮食作物之一，养育着亿万人口。然而，在气候变化、耕地减少等多重压力下，玉米遗传改良正面临前所未有的挑战。我国玉米面临基础种源创新不足、群体改良周期长、传统手段效率低等问题；尽管近些年蓬勃发展的基因组育种技术展现巨大

民以食为天，粮以种为先。玉米，作为全球最重要的粮食作物之一，养育着亿万人口。然而，在气候变化、耕地减少等多重压力下，玉米遗传改良正面临前所未有的挑战。我国玉米面临基础种源创新不足、群体改良周期长、传统手段效率低等问题；尽管近些年蓬勃发展的基因组育种技术展现巨大潜力，但其高投入、高技术门槛、交叉学科等特性也让众多育种单位望而却步。

破局之道、创新之举！

正是在这样的背景下，崖州湾国家实验室玉米基因组育种团队联合国内多家研究机构发起玉米种质资源改良与创新2035计划（Germplasm Advancement and Innovation Network，GAIN）！该计划的构想是结合快速发展的基因组育种技术，创新推进玉米的群体改良，希望通过12年的努力，4轮（每轮3年，每年2-3代）的接力改良，实现基础种源每轮6%左右的遗传增益目标。

自2023年底开始谋划、2024年初正式启动以来，GAIN计划稳步推进，已历经四个世代。2025年5月13日，研究人员在《Molecular Plant》发表了题为“GAIN: a long-term maize germplasm innovation plan”的前瞻评述，对这一计划做了较为详细介绍。

厚积薄发、强力支撑！

GAIN计划借鉴并拓展了国际领先的玉米改良典型项目（如LAMP、GEM、苏湾等）的成功经验，通过整合一系列新兴前沿技术，力求打造一个集种质改良、数据驱动和智能决策于一体的现代化育种平台。这些技术的成功应用，将为GAIN计划的成功实施保驾护航。

目标清晰、步履坚定！

GAIN计划的核心目标经反复讨论凝练而明确：

一、创新优异种质资源、提升我国玉米种质的整体表现和多样性。GAIN计划并非仅仅追求产量提升，更注重种质资源的整体改良。通过构建高产（崖州湾1号、高产群，目标是作为母本群，基础种源来自30个具有广泛代表性，并通过基因组标记选择的优良自交系）和高抗（崖州湾2号、高抗群，目标是作为父本群，基础种源来自30个具有广泛代表性，且通过基因组标记选择的优良自交系）两个方向的基础种质群体，并持续优化其遗传多样性和整体表现。GAIN计划致力于打造一个更丰富、更具潜力的种质资源库，为应对未来各种挑战做好准备。

二、选育优异自交系和组合、实现遗传增益的稳步提升。GAIN计划设定了雄心勃勃的目标：每个育种周期实现6%左右的产量提升，为我国在2035年实现玉米产量提升20%的战略目标提供基础种源支撑。

三、高效标准化数据整合、打造智能化育种平台。GAIN计划将系统性、大规模地收集和整合基因组、表型和环境数据，并利用先进的算法和机器学习技术，实现种质资源的精准筛选和优异组合的准确预测，大幅提高育种效率。期待十年内可实现“数字化育种家”平台持证上岗，让数据驱动育种决策，引领玉米育种进入智能化时代。