种子是农业发展的核心推动力，是农业技术和生产资料发挥作用的载体，是农业生产可持续发展的基础和保障。“农业增收、种子先行”，优良品种的种子对农作物增加产量和改善品质起着重要的作用。根据世界粮农组织（FA0）统计分析，近十年来，良种在全球单产提高的作用率占25％以上（美国已占40％），现代农业的竞争就是优良品种种子的竞争，种子产业成为衡量一个国家农业科技水平的标志。中国在1995年启动了种子工程，使中国的“四化一供”的良种繁育推广体系发生了根本转变，建立起适应社会主义市场经济体制的育、繁、推、加工、销售一体化的现代化种子产业体系。目前，中国拥有上市种子公司6家，各类种子公司、科研院所、经营网点50多万个，从业人员约800万人，已成为世界第二大种子市场。
狭义的制种是指粮食作物杂交种子的生产，广义的制种指包括各种作物原种的繁殖，常规品种的良种生产及杂交品种的良种生产，是一个系统工程。制种是种子产业的关键环节，是育种成果应用于生产实践的基础，是品种选育的继续和品种推广的准备。农作物制种要遵循良种繁育程序和繁育制度，不仅要迅速大量繁殖新品种种子，满足农业生产对良种种子数量的需要；而且要加强选择，去杂去劣，以保持品种的纯度和种性。
根据现代种子生产的特点，农作物制种既包括传统的粮食作物和油料、棉花、糖料等经济作物，也包括蔬菜、瓜类、花卉、牧草、药用植物等。杂交制种技术是提高农作物产量和种子商品性的关键技术。当前，主要农作物（小麦、大豆除外）、多数蔬菜、瓜类和重要的花卉都实现了杂种优势利用。但是许多作物，如小麦、大豆、多数花卉、牧草杂交制种技术的大田应用还没有突破，花椰菜、青花菜、甘蓝等蔬菜杂交制种技术仍然不成熟，许多花卉制种条件苛刻等，都制约了这些作物制种的发展。因此，加快农作物杂种优势利用的研究，攻克制种技术瓶颈，是种子工作的长期任务。
§§§第一节农作物种子和品种
一、种子的概念、特点
植物学中的种子是指高等植物（种子植物）通过有性繁殖，由胚珠发育而来的繁殖器官，多数植物用种子繁殖。由于植物对环境长期的适应性，也可以通过根、茎、叶等无性繁殖，现代农业科技又可以利用生物工程技术创造出新的作物品种及种子。因此，农业生产中的种子涵义比植物学的种子涵义广泛。凡是农业生产上可直接用作播种材料的植物组织、器官都称为种子，包括种子、果实、根、茎、苗、芽、叶等，大体可以分为四类。
真种子是植物学上所指的由胚珠发育而成的，如豆类（除少数例外）、棉花、油菜及十字花科的各种蔬菜、黄麻、亚麻、蓖麻、烟草、芝麻、瓜类、茄子、番茄、辣椒、苋菜、茶、柑橘、梨、苹果、银杏以及松柏类等。
某些作物的干果，成熟后不开裂，可以直接用果实作为播种材料。如禾本科作物的颖果（小麦及玉米等为典型的颖果，而水稻与皮大麦果实外部包有稃壳，在植物学上称为假果）；向日葵、荞麦、大麻、苎麻的瘦果；伞形科（如胡萝卜和芹菜）的分果；
榉科（如板栗和麻栎）和藜科（如甜菜和菠菜）、廖科牧草的坚果；黄花苜蓿和鸟足豆的荚果以及蔷薇科内果皮木质化的核果等。在这些干果中，以颖果和瘦果在农业生产上居多，这两类果实内部均含有1颗种子，在外形上和真种子很类似。
许多作物具有自然无性繁殖器官，如甘薯、大丽花和山药的块根，辣根的肉质根；马铃薯的块茎，芋和慈菇的球茎，葱、蒜、洋葱的鳞茎；甘蔗和菊花用地上茎繁殖，莲用根茎（藕），苎麻用吸枝繁殖；石莲、橡皮树用叶片繁殖；草莓用分蘖苗繁殖或分株繁殖等。这些植物能正常开花结实，但在农业生产上一般利用其营养器官繁殖，更能发挥其优越性，在育种等少数情况下，才直接用种子作播种材料。
是指将植物离体培养中产生的胚状体（主要指体细胞胚），在包含有养分和具有保护功能的物质中形成，在适宜条件下能够发芽出苗，长成正常植株的个体。也可称为合成种子、人造种子或无性种子。人工种子是现代生物工程技术的成果，如通过组织培养技术、转基因技术、原生质融合技术、克隆技术等，创造出大量新品种，使农作物种类更加丰富多样，满足人们不同的需求。
天然种子的繁殖和生产受到季节气候的限制，在遗传上会发生天然杂交和分离现象。人工种子的培育利用了细胞的“全能性”，细胞经过“分裂—产生愈伤组织—分化营养器官—形成植株”这一过程，根本上是细胞中的遗传物质不断复制和分化，通过基因控制的性状表达出来，产生了品种的不同特征特性和一个完整的植株体。人工种子反映了植物的微观方面，甚至在“基因—DNA（或RNA）—染色体—细胞—组织器官—植物体”的培养过程中，每个环节都可以称为种子。人工种子在本质上属于无性繁殖，具有不受季节限制、繁殖速度快、能固定杂种优势等特点，有很大的发展前景。
二、农作物品种的概念
作物品种是人类在一定的生态条件和经济条件下，根据人类的需要所选育的具有特异性、稳定性、一致性的作物群体。特异性是指该品种与同一作物的其他品种在特征、特性上有所区别，该品种在相应地区和耕作条件下种植，在产量、抗性、品质等方面都能符合生产需要；一致性是指同品种内植株形态学、生物学、经济性状整齐一致；稳定性是指品种的个体间遗传组成基本稳定一致，繁殖或再组成本品种时，品种的特异性和一致性能保持不变。
作物品种是重要的农业生产资料，在植物学分类上属于一定的种及亚种，但不同于分类学上的变种。变种是自然选择、自然进化的产物，一般不具上述特性和作用。每个作物品种都有适应的范围和要求耕作的栽培条件，而且都只在一定历史时期起作用，所以优良品种一般都具有地区性和时间性。随着耕作栽培条件及其他生态条件的改变，经济的发展，对品种的要求也会提高，因此必须不断地选育新品种以更替原有的品种。
三、农作物品种的类型及特点
农作物的品种根据作物的繁殖方式、商品种子生产方法、遗传基础、育种特点和利用形式等分类，可将作物品种区分为下列类型。
又称纯系品种、常规品种、定型品种，自交系品种（1ine%cultivar）包括从品种混杂群体、突变中以及杂交育种中经过系谱法育成的、基因型纯合的后代，是由遗传背景相同、基因型纯合的一群植株组成。自交系品种既包括自花授粉作物，也可从异花授粉作物中和无融合生殖的后代中产生，现在种植的多数小麦、大麦、豆类等自花授粉作物的品种是自交系品种。在异花授粉作物中，如玉米的自交系，是由一群高度纯合和相同遗传背景的植株组成，当作为杂交品种的亲本使用时，具有生产和经济价值。因此，也属于自交系品种。
杂交种品种（hybrid%cultivar%）是指在严格选择亲本和控制授粉的条件下生产的各类杂交组合的F1植株群体。它们的基因型是高度杂合的，群体内又具有高度的同质性，表现出很高的杂种优势。杂交种品种不能稳定地遗传，F2易发生基因型分离，杂合度降低，导致产量下降，生产上一般不利用F2，只利用F1的杂种优势。杂交种品种类型有：1.品种间杂交种是利用两个自然授粉的品种杂交所产生的后代。品种间杂交种叫农家品种可增产10%~20%，取材方便，制种简便，但F1不整齐，增产幅度小，已经很少采用。
2.品种与自交系杂交种又叫顶交种，用当地优良品种与一个自交系杂交而获得的后代。适应性较强，仍然F1不整齐，增产幅度小，较一般农家品种增产约15%。
3.自交系间杂交种由于杂交组合形式的不同，又分为：
（1）单交种。由亲缘关系较远的两个自交系杂交而成，单交种整齐度高，增产幅度大，较农家品种增产20%~50%，甚至更高，目前玉米生产上98%以上为单交种。
（2）三交种。用三个不同的自交系，经过两次杂交而成，制种技术比单交种复杂，产量高。
（3）双交种。有四个自交系，先配成两个单交种，再由两个单交种杂交而成。双交种整齐度不如单交种，制种较复杂，制种产量较高。
生产中不仅在异花授粉作物中利用杂交种品种，许多自花授粉作物和常异花授粉作物通过自交不亲和系制种和雄性不育系制种，也可以利用杂种优势。十字花科作物是最早利用自交不亲和系生产杂交品种的作物，代表类型有大白菜、萝卜、甘蓝等。袁隆平、李必湖等（1970）发现并育成水稻野败型雄性不育系之后，1975年开始推广水稻杂交种品种，现在全国种植水稻杂交种品种推广面积1.6*107%hm2，占全国水稻种植面积的50％以上。以孙寰为首的课题组选育的大豆“细胞质─核互作不育系”，在2001年育成世界上第一个杂交种“杂交豆1号”。方智远在2001年选育的中甘10、16、17、18、19、20等六个不同类型的甘蓝新品种通过国家审定推广。李殿荣（1985）育成甘蓝型油菜杂交种品种秦油2号，到2007年在全国推广面积已超过0.4*107%hm2。这些杂交种品种的选育和利用，证实了自花授粉作物和常异花授粉作物利用杂种优势的可行性和发展前景。
群体品种（population%cultivar）的基本特点是遗传基础比较复杂，群体内的植株基因型是不一致的。因作物种类和组成方式不同，群体品种包括四种：
1.异花授粉作物的自由授粉品种主要是异花授粉作物的地方品种，品种内植株间随机授粉，也经常和相邻种植的异品种授粉，个体基因型是杂合的，群体是异质的，植株间性状有一定程度的变异，但保持着一些本品种主要特征特性，可以区别于其他品种。
2.异花授粉作物的综合品种综合品种（synthetic%cultivar）是由一组选择的自交系人工控制授粉或在隔离区多代随机授粉组成的遗传平衡的群体。品种遗传基础复杂，每一个体有杂合的基因型，个体间性状有较大的变异，但群体具有一个或多个代表本品种特征的性状。
3.自花授粉作物的杂交合成群体杂交合成群体（composite-cross%population）是用两个以上自花授粉作物的自交系品种杂交后繁殖、分离的混合群体，种植后在自然选择的作用下促使群体发生遗传变异，逐渐形成一个较稳定的群体，实际上杂交合成群体最后是一个多种纯合基因型混合的群体。
4.多系品种多系品种是若干自交系品种的种子混合后繁殖的后代，也可用几个无亲缘关系的自交系，把它们的种子按预定的比例混合繁殖而成。
无性系品种（clonal%cultivar）是由一个无性系或几个近似的无性系经过营养器官的繁殖而成。基因型由母体决定，表现型和母体相同，许多薯类作物和果树品种都是这类无性系品种。由专性无融合生殖（obligate%apomixes）如孤雌生殖、孤雄生殖等产生的的后代，最初得到的种子，并未经过两性细胞受精过程，是由单性的性细胞或性器官的体细胞发育形成的种子，这样繁殖出的后代，也属无性系品种。
§§§第二节中国良种繁育推广体系和种子工程建设
一、良种繁育的意义
良种繁育是指有计划、迅速、大量地繁殖优良品种的优质种子。特点是采用优良的栽培条件和科学的农艺措施，大量培育具有优良性状的农作物种子，防止混杂退化，进一步为大田生产服务。良种繁育是整个种子工作的基础，是育种工作的延续，是连接育种和生产的桥梁和纽带。对种子经营者而言，具有质量优良的种子，才能提高竞争能力，获得良好的经济效益和社会效益；对种子使用者而言，获得了优良品种的优质种子，就意味着丰收和收益；对农业生产而言，繁育出量足质优的种子，是实现持续、稳定增产的先决条件和重要保证。没有良种繁育工作，育成的新品种就不可能在生产中大面积推广，其优良品质和增产作用也就得不到发挥；并且生产中推广的优良品种会很快混杂退化，失去增产作用。因此，搞好良种繁育对整个农业生产具有十分重要的意义。
二、良种繁育的任务
良种繁育的任务，一是迅速繁殖出正在推广的优良品种和经过审定通过的适合当地推广利用的新品种；二是采取先进的农业技术措施，保持和提高优良品种的种性，确保种子质量；三是用经过选优提纯的优质原种、良种更新生产用种，实现种子的定期更新。要完成上述任务，就必须建立一整套良种繁育制度，采用先进的繁育技术、栽培措施、管理措施，生产满足市场需求的优质种子。
三、良种繁育推广体系的变迁：“四化一供”和“种子工程”
1978年，国务院提出种子工作实现“四化一供”的方针，即种子生产专业化、种子加工机械化、种子质量标准化、品种布局区域化，并以县为单位统一组织供应良种。根据“四化一供”的要求，先后组建了从国家到县一级的各级种子公司，并建成了一批“四化一供”的县、市和跨省、区的种子生产基地，由品种区域试验、审定、生产、加工检验、经营等环节构成的良种繁育推广体系也逐步完善。良种繁育推广发展到今天，上述目标基本实现。但是，随着改革开放的逐步深入，种子市场化、专业化、国际化程度逐步加深，以县为单位有计划地供应良种的局面已经不适应现代种子产业发展的要求。
1996年农业部开始组织实施“种子工程”，种子工程的目标是实现种子产业化。一期工程实施后，国家建设了79个作物育种基地，建立了325个粮食、棉花、油料、蔬菜等繁种基地品种的更换从原来的10年缩短到6~7年，新品种对农业增长的贡献率超过30%。随着二期工程的实施，截至2007年，又建成10个作物改良中心，种子包衣、精选、检验等技术在种子生产中全面推广，以转基因技术为核心的现代生物科技在品种选育中大量应用，中国种子产业化水平显著提高。
1.种子工程概念种子工程是国家对全国种子发展规划、种子法规、种子科学技术和种子技术人员做出的宏观决策和工作指导。它是以农作物种子为对象，以为农业生产提供具有优秀生物学特性和优良种质特性的商品化种子为目的，利用现代生物学手段、工程学手段和农业经济学原理以及其他现代科技成果，按照种子科研、生产、加工、销售、管理的全过程，形成规模化、规范化、程序化、系统化的产业整体。
