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在国家“863”等科技计划的支持下，我国植物分子育种取得长足进步，已建立较完善的研究体系，开始进入实用阶段，并正由传统的“经验育种”逐步跨入定向、高效的“精确育种”。以分子标记、转基因技术为核心的现代分子育种技术大幅提升了育种的效率和准确性，常规育种需要7~8代才能选出的育种材料，现代技术能将其缩短到2~3代，育种周期缩短为原来的1/4~1/3，实现了快速、定向、高效培育系统改良的作物新品种。
来自科技部的数据显示，我国已定位于紧密标记控制主要农作物重要性状基因300余个，建立了有限回交与标记辅助选择相结合的育种技术，实现了由传统的性状选择到基因直接选择的转变，大大提高了育种选择的精确性。
早中晚兼用优质“黄华占”水稻品种为我国第一个采用分子育种手段育成的水稻品种，并成功实现产业化。我国还陆续选育出抗白叶枯病水稻恢复系中恢8006、耐贮藏水稻新品系W017，抗白粉病小麦新品系02G48、优质强筋小麦新品系山农W2132-5-2，优质蛋白玉米自交系CD3等。通过分子标记辅助选择将番茄疮痂病和斑点病的抗性基因聚合到同一材料中，培育出双抗番茄新种质，并育成一批耐低温弱光辣椒、黄瓜和硬果型耐贮运番茄新品种。
此外，我国在多基因协同操作技术和计算机模拟研究等方面已经取得良好进展，基因组选择技术不断完善。在利用分子数量遗传学原理和方法开展QTL作图和QTL与环境互作关系的研究处于国际先进水平。在功能标记开发、数据库构建与信息网络建设、遗传网络和代谢网络构建和分子设计模型建立等方面积累了重要经验，从而使植物分子设计育种有了良好的开端。国家植物种质资源信息系统储存的数据已达数千万项，在大型数据库的建立、完善和维护方面积累了丰富的经验。
20世纪90年代以来，作物育种已进入生物技术与常规技术有机结合的第三次突破阶段。依靠现代分子育种技术，培育优质、高产、多抗等作物新品种是国家粮食安全的重要保障。
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