1.更新?lián)Q代情況。新中國成立以來，我國小麥產(chǎn)量從276.2億斤提高到 2739.0億斤，平均畝產(chǎn)從43.0公斤增加至387.4公斤。在此期間，我國小麥育種通過優(yōu)良地方品種篩選、矮化育種、遠(yuǎn)緣雜交育種、抗病育種、品質(zhì)育種等方式持續(xù)帶動品種更新?lián)Q代，推動我國小麥單產(chǎn)不斷創(chuàng)出新高，產(chǎn)量持續(xù)增長。
第一次更新?lián)Q代，1949-1962年，優(yōu)良地方品種篩選和國外引進(jìn)品種。優(yōu)良地方品種、國外引進(jìn)品種和新育成的抗條銹品種在提高單產(chǎn)中發(fā)揮了重要作用，代表性品種為碧玉麥、南大2419、碧螞4號等。此期間平均畝產(chǎn)從43.0公斤增加至63.0公斤。
第二次更新?lián)Q代，1963-1977年，半矮桿品種。生產(chǎn)條件逐步改善、半矮桿高產(chǎn)品種推廣應(yīng)用，代表性品種為北京8號、石家莊54、濟(jì)南9號等，此期間單產(chǎn)突破118.0公斤。
第三次更新?lián)Q代，1978-1997年，資源交流育種。小麥育種得到新的發(fā)展，形成引進(jìn)、交換、收集、保存、研究、利用的全國性組織網(wǎng)絡(luò)，并與世界小麥主產(chǎn)國和相關(guān)國際組織建立了小麥品種資源交換的固定聯(lián)系。20世紀(jì)80年代后，在抗條銹病基礎(chǔ)上，兼抗白粉病成為重要特性之一。這一時期，“百農(nóng)3217”“濟(jì)南13”“魯麥14”“山農(nóng)輻63”“冀麥30”“陜農(nóng)7859”“小偃6號”“豫麥13”“豫麥7號”“徐州12”“西安8號”“冀麥26”“魯麥1號”“豫麥2號”“豫麥17”“揚(yáng)麥5號”“鄂恩1號”“綿陽11”“綿陽15”“綿陽20”“川麥22”“克旱9號”等大批品種年最大推廣面積在1000萬畝以上，開展了全國小麥品種區(qū)域試驗，代表性品種有小偃6號、冀麥30、揚(yáng)麥158等，此期間單產(chǎn)突破270.0公斤。
第四次更新?lián)Q代，1998-2007年，綜合性狀育種。品種選育在豐產(chǎn)性基礎(chǔ)上，兼顧節(jié)水、優(yōu)質(zhì)、抗病等特性，基本結(jié)束了我國優(yōu)質(zhì)麥過度依靠進(jìn)口的歷史，代表性品種有鄭麥9023、煙農(nóng)19、濟(jì)南17等，此期間單產(chǎn)突破300.0公斤。
2008年-至今，處于第五次更新?lián)Q代階段，聯(lián)合攻關(guān)育種。在此期間，農(nóng)業(yè)科技投入不斷加大，啟動國家小麥良種聯(lián)合攻關(guān)。在育種材料創(chuàng)新上，利用野生近緣物種優(yōu)異基因進(jìn)行小麥種質(zhì)創(chuàng)新。在育種技術(shù)和手段上，建立了以常規(guī)雜交育種技術(shù)為基礎(chǔ)，染色體工程育種、細(xì)胞工程育種、誘變育種、輪回選擇育種和分子標(biāo)記育種技術(shù)相融合的小麥育種技術(shù)體系。區(qū)域性主導(dǎo)品種的推廣，使得這一階段小麥品種增產(chǎn)潛力進(jìn)一步得到提升。
伴隨著全球氣候變化等，現(xiàn)代生產(chǎn)需要品質(zhì)穩(wěn)定性好、多抗、抗逆的優(yōu)質(zhì)綠色小麥品種。育種逐漸向多元化發(fā)展。
我國于2010年以后審定，并且推廣面積居全國前列的小麥品種分別有“鄭麥379”“濟(jì)麥44”“鄭麥7698”“鄭麥1860”“西農(nóng)511”“魯原502”“百農(nóng)4199”“山農(nóng)20”“山農(nóng)28”“山農(nóng)29”“周麥27號”“周麥36號”“中麥895”“中麥578”“新麥26”“百農(nóng)207”等。
自建國以來，我國玉米經(jīng)歷了品種間雜交、雙交種、單交種不同的歷史時期，選育出一大批優(yōu)良玉米品種，在生產(chǎn)上大面積地推廣應(yīng)用，實現(xiàn)了6次大規(guī)模的品種更新?lián)Q代，目前，第7代品種正在布局。
更新?lián)Q代情況。新中國成立以來，我國玉米產(chǎn)量從248.4億斤提高到 5451.0億斤，平均畝產(chǎn)從64.4公斤增加到419.4公斤。在此期間，我國玉米育種經(jīng)歷了品種間雜交種、雙交種以及單交種三次重大飛躍，帶動品種更新?lián)Q代，推動我國玉米單產(chǎn)不斷創(chuàng)出新高，產(chǎn)量持續(xù)增長。
第一次更新?lián)Q代，1949-80年代初期。1960年2月，在山西省太原市召開的“全國玉米研究工作會議”上，原農(nóng)業(yè)部提出《關(guān)于多快好省選育自交系間雜交種和四年普及自交系間雜交種的意見》。這一時期，選育推廣的代表品種有農(nóng)大3號、川農(nóng)7號、雙躍3號等，全國玉米平均畝產(chǎn)提高到105.8公斤。
第二次更新?lián)Q代， 80年代初期—80年代中期，代表品種有中單2號、丹玉6號、鄭單2號、魯原單4號、吉單101、四單8號等，其中，中單2號豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、抗病、廣適，克服了70年代流行的大、小斑病，實現(xiàn)了“豐產(chǎn)、多抗和廣適”三大目標(biāo)的統(tǒng)一，1982—1986年連續(xù)5年種植面積排名第一，面積占全國玉米種植面積的10.59%，種植面積在66.67萬公頃以上的年份達(dá)19年，共推廣3237.13萬公頃，是我國歷史上累計推廣面積較大和應(yīng)用時間較長的品種。
第三次品種更新?lián)Q代時期，80年代中期到90年代中期，代表品種有丹玉13、煙單14、掖單2號、掖單4號、沈單7號等，其中，丹玉13綜合抗性好、適應(yīng)性廣、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，在1987—1994年連續(xù)8年居全國玉米種植面積第1位，面積占全國玉米種植面積的12.66%，1988—1991年連續(xù)4年超過300萬公頃，超66.67萬公頃以上達(dá)13年，累計推廣2810.47萬公頃。
第四次更新?lián)Q代期: 90年代中期到90年代末期，代表品種有掖單13、掖單12、掖單19、本玉9號、四單19、西玉3號等，其中，掖單13株型緊湊、耐密、中矮稈、抗倒伏、產(chǎn)量高，是我國首次育成的具有夏玉米公頃產(chǎn)量66.67 kg生產(chǎn)能力的緊湊型高產(chǎn)雜交種，標(biāo)志著我國在玉米育種方面探索出一條通過緊湊大穗獲得高產(chǎn)的新途徑，開創(chuàng)了以群體生產(chǎn)力獲得高產(chǎn)的新路，1995—1999年連續(xù)5年種植面積居全國第1位，面積占全國玉米種植面積的6.96%，1995—1997年連續(xù)3年超過200萬公頃，累計推廣面積1557.4萬公頃。
第五次更新?lián)Q代期: 21世紀(jì)初期(2000—2003年)，代表品種有農(nóng)大108、豫玉22、魯單50等，其中，農(nóng)大108高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗倒、耐旱、耐瘠薄和抗多種病蟲害的諸多優(yōu)點，適應(yīng)性廣，在我國東北、華北、西北春玉米區(qū)、黃淮海夏播玉米區(qū)和西南山地玉米區(qū)廣為種植，2000—2003年連續(xù)4年種植面積居全國第1位并超過200萬公頃，面積占全國玉米種植面積的10.91%，累計推廣1837.13萬公頃。
第六次更新?lián)Q代期: 21世紀(jì)初期后(2004年至今)，代表品種鄭單958、先玉335、浚單20、京科968、登海605、德美亞1號等，其中，鄭單958集高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)耐密、廣適多抗于一身，2004年以來已連續(xù)19年為全國推廣面積最大的玉米品種，面積占全國玉米種植面積的9.0%，2009—2013年連續(xù)5年超過400萬公頃，最高年份達(dá)456.93萬公頃，累計推廣5971.12萬公頃，成為我國玉米育種史上的一個里程碑品種。先玉335高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、早熟、脫水快、出籽率高、商品品質(zhì)好，深刻影響了我國玉米產(chǎn)業(yè)發(fā)展，累計推廣2368.5萬公頃。
當(dāng)前，品種廣泛應(yīng)用以鄭58等為代表的PA種質(zhì)、昌7-2為代表的四平頭種質(zhì)及跨國公司引入我國的PH6WC等早熟、耐密、脫水快種質(zhì)。改變了傳統(tǒng)的高稈、大穗玉米育種模式，將耐密性作為育種核心目標(biāo)，育成品種適宜輕簡化栽培和機(jī)械化作業(yè)。這一時期，全國玉米平均畝產(chǎn)從331.2公斤提高到419.4公斤，增加了26.62%。
1.更新?lián)Q代情況。新中國成立以來，我國大豆產(chǎn)量從101.8億斤提高到 328.0億斤，平均畝產(chǎn)從40.8公斤增加到132.4公斤。在此期間，我國大豆育種經(jīng)歷了系統(tǒng)選育、雜交育種、早熟抗逆育種三次重大飛躍，帶動品種更新?lián)Q代，推動我國大豆單產(chǎn)不斷創(chuàng)出新高，產(chǎn)量持續(xù)增長。第一次更新?lián)Q代，1949-1976年，系統(tǒng)選育育種。解放初期系統(tǒng)選育品種逐步替代地方品種，但仍未擺脫地方品種的局限性。20世紀(jì)60-70年代，大豆育種方法由系統(tǒng)選育向雜交育種過渡。代表性品種有，東農(nóng)4號、黑河3號、躍進(jìn)5號等，大豆平均畝產(chǎn)由40.8公斤提高到65.0公斤。第二次更新?lián)Q代，1977-1994年，雜交育種。大豆雜交育種技術(shù)全面普及，品種株型不斷改良。大豆品種株高降低，耐肥性增強(qiáng)，抗倒性顯著提高，代表的品種為合豐25、綏農(nóng)14等，這一階段大豆產(chǎn)量穩(wěn)步增長，平均畝產(chǎn)由65.0公斤提高到115.0公斤。第三次更新?lián)Q代，1995-2015年，早熟抗逆育種。育成一批早熟、抗逆、抗倒、宜機(jī)品種，代表性品種有黑河38、合豐55、中黃13等。這一階段大豆產(chǎn)量徘徊增長，平均畝產(chǎn)由115.0公斤提高到120.0公斤。
3. 當(dāng)前發(fā)展定位。目前處于第四次更新?lián)Q代，2016年-至今，大豆聯(lián)合育種。國家大豆振興計劃和大豆育種聯(lián)合攻關(guān)等項目實施，我國大豆科技進(jìn)步明顯加快，新品種、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，良種良法結(jié)合，在各產(chǎn)區(qū)創(chuàng)造了高產(chǎn)高效典型。高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、耐逆、宜機(jī)大豆品種大面積推廣，代表性品種有黑河43、克山1號、齊黃34等。這一階段大豆產(chǎn)量快速增長，全國大豆平均畝產(chǎn)由120.0公斤提高到132.0公斤。
總結(jié)四大作物的品種更新?lián)Q代歷程，水稻育種主要經(jīng)歷了矮化育種、雜種優(yōu)勢利用；小麥育種主要經(jīng)歷了矮化育種、遠(yuǎn)緣雜交育種；玉米育種主要經(jīng)歷了雜種優(yōu)勢利用、優(yōu)異種質(zhì)資源利用；大豆育種主要經(jīng)歷了系統(tǒng)選育、雜交育種。每一次品種更新?lián)Q代都得益于育種技術(shù)的重大突破或優(yōu)異種質(zhì)資源的利用，進(jìn)而培育出突破性新品種并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，使產(chǎn)量大幅度躍升。
當(dāng)前，現(xiàn)代生命科學(xué)和生物育種技術(shù)創(chuàng)新加快突破，與大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)交叉融合，逐步形成以智能精準(zhǔn)設(shè)計為特征的高效農(nóng)業(yè)生物育種體系，孕育著新一輪農(nóng)業(yè)科技革命。隨著優(yōu)異種質(zhì)資源的收集、鑒定和利用能力加強(qiáng)；優(yōu)異基因資源不斷發(fā)掘和重要育種價值材料持續(xù)創(chuàng)制，將極大豐富優(yōu)異種質(zhì)資源儲備。
目前，1.水稻，建立目標(biāo)性狀定向改良技術(shù)和雜交稻無融合生殖體系，進(jìn)一步聚合優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、多抗、廣適、資源高效等優(yōu)良性狀，將推動重大突破性水稻新品種培育和品種更新?lián)Q代。
2.小麥，建立快速育種和精準(zhǔn)育種體系，加強(qiáng)優(yōu)異小麥種質(zhì)資源的收集利用和重要育種價值種質(zhì)材料的創(chuàng)制，將推動重大突破性小麥新品種培育和品種更新?lián)Q代。
3.玉米，建立精準(zhǔn)設(shè)計育種技術(shù)體系和單倍體工程化育種體系，推廣應(yīng)用轉(zhuǎn)基因抗蟲、抗除草劑品種，將推動高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、綠色、宜機(jī)重大突破性玉米新品種培育和品種更新?lián)Q代。
4.大豆，建立現(xiàn)代育種技術(shù)體系，提高育種效率和精度，深化種質(zhì)資源創(chuàng)新與利用，推廣應(yīng)用轉(zhuǎn)基因抗蟲、抗除草劑品種，將推動高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、專用、多抗重大突破性大豆新品種培育和品種更新?lián)Q代。
1993-2020年，我國水稻單產(chǎn)平均增幅為0.6%/年，據(jù)此測算，預(yù)計2025年和2030年我國水稻畝產(chǎn)將分別達(dá)到485公斤和500公斤。2008-2021年，我國小麥單產(chǎn)平均增幅為4.12公斤/年，據(jù)此測算，預(yù)計2025年和2030年我國小麥畝產(chǎn)將分別達(dá)到404公斤和424公斤。2004-2021年，我國玉米生產(chǎn)遺傳增益4.886公斤/畝/年，據(jù)此預(yù)測，2025年和2030年我國玉米單產(chǎn)將分別達(dá)到445公斤和470公斤。隨著我國大豆生物育種產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，預(yù)計2025年和2030年我國玉米單產(chǎn)將分別達(dá)到160公斤和200公斤。