每年的中央一号文件都会关注“三农”问题，因为农业是关乎“吃饭”的部门，是维系人民身体健康和国家长治久安的首要问题。而在农业生产资料中，种子的重要性不言而喻。优质种子的标准主要有三个：高产，低投，高质。高产，就意味着同样的生产条件下，能够产出更多的农产品；低投，指的是种植该种子时所需要的投入（例如水、肥、农药、阳光等）有所减少，而且产量不会因此而降低；高质，则意味着该品种的农产品有着更好的品质。
那么，如何才能获得更优质的种子？今天，就让我们将目光转向一种高精尖的育种科技——帮助我国突破育种技术瓶颈、让农业生产用种变得更加优质且安全的“设计育种科技”。育种方法的四个“大版本”学会留种，使人类从收集者转变为了从事种植农业的农民。时间一长，人们观察到，每一棵植株的表现都是不同的。例如，有的高些，有的矮些；有的抽穗多，有的抽穗少；有的谷粒饱满，有的则干瘪。
于是每次种植，人们都会从长得好的作物里保留种子，经过长期的选育，得到了最初的优质种。
这就是第一个版本的育种技术：驯化。这种育种方法的好处是：非常简单（原始人也会）。然而坏处也很明显：如果亲本没有某种特性，那么子代也不可能有（除非基因突变）。随着遗传学（genetics）的发展，人们知道，作物之所以有不同的特性，是因为有不同的基因（gene）。如果想要把不同的优良特性集中到同一个体中，可以使用杂交的办法，使得子代能够同时获得亲代的优良性状。这就是第二个版本的育种技术：杂交育种。
相对于驯化选种，更新后的育种技术“杂交育种”的优势是很明显的：人们可以按照自己的意愿，人工选择自己想要的性状组合。但是，单纯的杂交育种也有一些劣势，最突出的问题就是育种周期很漫长。遗传学规律告诉我们，基因是会分离的，也就是说，拥有某个性状的个体，其后代有一定概率没有这个性状。为了让这个性状稳定下来，必须多杂交几代。
育种新概念——分子设计育种。我们在育种的时候先想好有什么需求，然后直接把能够满足这些需求的基因“加”到种子的基因组里，这样就得到我们想要的种子了。可是长期以来，人们还是不能完全搞明白自己的需求。这是因为基因是看不见摸不着的分子片段，我们一直在寻找所谓的“高产基因”“抗病基因”等优良的基因，但它们到底指的是哪些基因，长期以来一直没人能彻底说清。
后来人们知道，这些我们喜欢的好性状，很可能就不是由一个基因控制，而是由多个基因控制的；有的性状虽然受一组基因控制，但这些基因之间由非常复杂的相互作用关系；有些性状甚至不是由基因控制的，而是由表观基因组控制的，根本不受经典遗传规律的支配，很难进行杂交育种……因此，为了能够在育种技术上“弯道超车”，我们就必须抢在别人之前，将这些优秀性状相关的，而且非常复杂的基因、基因模块、分子网络和表观遗传组等遗传材料进行彻底的解析，这样我们就可以明确提出需求，进行育种路线和杂交过程的设计。
在二十年前，这一技术还只是畅想。而如今，人们已经站在了这一技术的大门前。这一次，我们没有在关键技术上落在其他国家后面。随着我国基础科研工作取得长足进展，我们已经有能力进行这一技术的自主研发，得到自主知识产权的设计育种技术以及育种成果。2020年5月，中国科学院启动了“种子精准设计与创造”先导专项，宣布我国的育种工作正式迈进了第四个大版本更新：设计育种。
设计育种的未来：守住老百姓的饭碗。中国科学院遗传与发育生物学研究所是我国育种领域的老牌科研单位，笔者在遗传所读书时，曾听过一个说法：“遗传所的每个老师都会做育种”，更不用提李家洋院士、傅向东研究员等巨擘名宿了。因此，遗传与发育生物学研究所责无旁贷地成为了“种子精准设计与创造”这一专项的依托单位，由李家洋院士担任首席科学家。
在遗传发育所的大力支持下，该专项已经取得了一系列重大突破和进展。专项启动一年多来，在异源四倍体野生稻快速驯化、氮高效调控关键基因解析、新型基因编辑器建立、小麦适应性进化关键机制、大豆泛基因组等领域取得了一系列重大进展。随着专项的开展，我们也渐渐看清了育种工作未来的方向。目前，种质资源库正在稳步建设中，设计育种的关键工具也取得了一些初步可用的节点性版本。
这说明我国的第四代育种技术已经站在了国际前列，拥有了不俗的竞争实力。这对于迫切希望取得技术突破的高精尖科技行业来说，既是鼓舞，也是勉励。更重要的是，设计育种技术的研发成功，将从根本上保护我国的用种安全，使我国农业不再受制于国外大型育种公司，为保障我国粮食安全做出重大贡献。“谁说站在光里的才是英雄？”让我们向那些为了老百姓一粥一饭的安全付出心血的科学家们，致以最崇高的敬意吧！