1986年上海复旦大学首先培育出了芹菜、花椰菜等植物的人工种子，并在1987年得到水稻人工种子这一重大突破，这是一项被国际生物技术界公认为难度最大的研究课题。现在，科学家正在大力研究，准备实现大规模的工厂化生产，使水稻人工种子从实验室撒向大地。
中国科学院遗传所也取得了桉树人工种子的研制进展。桉树是速生经济树，可提供纸浆的原料和木材，他们用桉树的微芽作为种胚得到人工种子，其发芽率高达95％，小苗生产很旺盛，性状也很稳定。目前，正试种于桉树造林中。
人工种子在进入产业化、商品化之前，还有许多技术难关需要解决，主要有两个问题：一个是合格的包装材料（种皮），一个是高质量的胚状体（种胚）。
眼前困难很多，但是人们看到，人工种子的开发和应用是农业繁殖系中的一场革命，具有广阔的发展前景，它给人们带来的经济效益将是很大的。相信在科学家坚持不懈的努力下，人工种子必将风行于天下。
关于人工种子的研究尚有许多基本问题没有解决。发育良好、结构健全的成熟体细胞胚难以获得，是影响人工种子技术进一步发展的主要障碍。如何改善包裹体细胞胚的介质的性能也是人工种子技术急需解决的问题。应用植物生理生化技术结合现代分子生物学技术，深入系统地研究种子发育的机理以及培养条件下后期体细胞胚的发育规律，必将推动未来人工种子技术的发展。显然，探索获得高质量体细胞胚的细胞和组织培养技术，仍将是人工种子技术领域的热点和关键。尽管人工调控体细胞胚的成熟和促进其萌发的技术已取得一些进展，但人工种子在土壤中的萌发率太低这一问题尚需进一步研究解决。
继续探索具有天然种皮和胚乳生物学特性的新型介质也具有重要意义。另外，某些植物（如观赏植物和蔬菜等）经济价值较高，但技术上要求较低，用人工种子技术进行繁殖前景广阔。
作物抗虫育种
全世界每年大约有1／3的谷物收成是因受各种病、虫、草害而损失掉的。据估计，造成的经济损失每年高达1 200亿美元。况且随着全世界人口的不断增加，耕地面积的逐渐减少，使粮食紧缺的问题变得日益严重。因此，怎样更好地解决病虫害问题，已成为全世界面临的重要研究项目之一。
回顾过去，不难看出人们对病虫害的认识与对策一直在随着科学技术的发展而不断改变。过去，人们对病虫害的发生规律一无所知，对因病虫害导致的农作物严重减产与毁灭性绝产束手无策。当人们对病虫害的发生规律有所了解之后，在很长一段时间内，一直是用常规杂交育种法与栽培管理等方法来防治病虫害。为了对付病、虫、草害，全世界每年要生产200多万吨农药。多年来，这些方法对防治病虫害，保证农作物稳产、丰产确实取得了较好的效果。可是用常规杂交育种法选育抗病品种需要很长的时间，而且育成的抗病品种也会退化。对付虫害则基本上只能采取长期使用农药的方法。每年为防治病虫害而在田间大量喷洒的各种农药，不仅对人畜有害，对环境造成污染，而且也增加了生产成本。
随着科学技术的不断提高，当人们认识到生物的性状都受特定基因（具有特定功能的遗传物质）的控制，改造控制这种性状的基因就改变现有生物的性状时，便产生了利用植物基因工程技术使农作物本身就能具有抗病虫害能力的愿望。
利用各种杂交技术，把对特定害虫或害虫复合体的抗性基因转移到农艺性状优良但感虫的遗传品系中，并在其后代选育出抗虫性和农艺性状优良且能稳定遗传的作物品种。应该指出的是，成功的育种计划除抗虫性指标之外，还应当有抗病性和抗旱性等其他性状的指标，因此这需要育种学家、昆虫学家、生理学家以及其他各学科专家的共同努力。拟定广泛的抗虫计划时需遵循下列标准：（1）由特定害虫引起的经济危害水平必须是显著的；（2）有充足而有效的抗源；（3）没有比利用抗虫品种更廉价和简便的其他防治方法；（4）考虑降低虫口所必须具有的抗性水平。事实上，利用抗虫作物品种作为一种简便有效的防治方法或害虫防治体系中重要的组成部分，已日益受到人们的青睐。
1782年，在美国纽约州发现抗黑森瘿蚊的小麦品种恩德希尔（Underhill）后，培育抗特定害虫的作物品种已成为育种学家和昆虫学家共同追求的目标之一。至20世纪50年代，美国培育了30~50种作物品种，分别抗17种不同的害虫，其中苜蓿抗豌豆蚜品种拉塔克（Ladaka），在1937年就得到大面积推广。1949年，抗黑森瘿蚊小麦品种已成为美国小麦当家品种，使该虫的危害从100％降至1％以下。尽管50年代的合成杀虫剂使得抗虫育种工作陷于困境，但由于杀虫剂带来的社会的和生态的问题，使抗虫育种工作在60年代再次迅速发展起来。1969年，国际水稻研究所育成了第1个抗虫水稻品种IR20，使东南亚稻区的二化螟和稻绿叶蝉得到了有效的控制；同年，美国育成了若干个抗麦茎蜂的小麦品种和抗玉米螟的玉米品种，种植面积分别达607公顷和8 700公顷。国际环境质量委员会于1972年统计表明，如果把培育抗小麦黑森瘿蚊、麦茎蜂和欧洲玉米螟等品种所需要的研究经费与每年由此带来的收入作一比较，其投入产出比为1∶300。随着育种技术的提高和抗虫品种种植面积的逐年扩大，抗虫育种的经济效益将越来越显著。
中国的抗虫育种工作在60年代末起步，水稻抗褐飞虱品种汕优6号、浙丽1号和秀水620的推广，部分地控制了褐飞虱的为害。水稻抗白背飞虱、小麦抗麦蚜、玉米抗玉米螟及大豆抗大豆蚜等品种的筛选和育种工作在近年来也大规模地开展起来。
一个抗虫作物品种的育成，首先需要从各方面广泛收集种质，并建立基因库。利用有效的抗性筛选技术鉴定出抗特定害虫的抗源，通过杂交技术建立亲本杂交圃，对杂交分离群体进行目的性状的筛选评价，最后育成品种。
植物遗传的多样性为抗虫育种提供了原始材料。由于植物改良计划和植物资源保护的需要，世界各国相继建立了植物种质资源库，收集和保存当地种质及外来遗传材料。世界上1 500个收藏单位中保存有200多万份植物样品，主要经济作物为小麦、大麦、玉米、水稻和高粱。
抗虫性状转育包括无性杂交、有性杂交及远缘杂交。
无性杂交即品种间不通过配子交融和染色体加倍而产生的杂交后代，主要分嫁接和体细胞杂交。
近缘有性杂交在目前的抗虫育种工作中应用最普遍。基本原理是杂交亲本的有利基因通过重组、分离和对后代的选择，育出有利基因集中的新品系或品种。
杂交包括两个步骤，即去雄和授粉。常规的育种方法有系谱法、集团法和回交法。一般从杂交F3代开始对单株及其后代有希望的性状（包括抗虫性、产量及抗病性等）进行分离群体的非破坏性鉴定和选择，而从F4代至F8代完成田间评价阶段，一些目标性状高度集中且农艺性状优良的品种被选育。由于植物授粉方式有自花授粉和异花授粉两大类，因此应选择不同的选育方式，如水稻和小麦等自花授粉作物应采用系谱选育法，使抗虫性和优良农艺性状集中并纯化；玉米等异花授粉作物采用集团法，进行大范围自交形成选系，并与未经选择的后代杂交，以保持遗传多样性。
远缘杂交通过种间基因交流引入各种抗虫基因，是作物抗虫育种的重要方法。例如美国采用野生马铃薯与栽培马铃薯杂交，使杂种后代获得较好的抗蚜性。
抗虫品种的逐步推广已导致一些害虫新生物型的产生，这需要相应调整抗虫育种策略。培育多基因抗虫品种（即水平抗性）是主要的途径之一，例如一些抗玉米螟品种属多基因抗性品种，栽培多年仍未形成生物型。利用耐虫品种和多系品种也是防止害虫生物型产生的有效措施。
常规的抗虫育种技术不易克服杂交上的遗传障碍，如远缘杂交、基因连锁等，而遗传工程技术在这方面具有极大的利用潜力。植物遗传工程通过一系列的环节，根据需要设计和培育出转基因抗虫品种。英国和美国科学家经过努力，已将苏云金杆菌（BT）内毒素基因转入烟草和西红柿中，以对付鳞翅目害虫，并进行了小规模的田间试验。此外，将蚕豆中胰蛋白酶抑制剂（CPTIS）转入烟草，以抑制美洲烟夜蛾，也取得成功。随着这项技术的应用，抗虫育种工作将出现新的飞跃。
在培育抗虫害的转基因农作物方面所取得的进展也同样令人惊喜。大家知道，利用苏云金杆菌作为一种有效的生物杀虫剂来防治鳞翅目害虫，在国内外已有20多年的历史，一直是防治害虫，保证农作物稳产、丰产比较先进的有效措施。这种生物杀虫剂的最大优点是专一性强，对人畜无害，杀虫效果好，而且使用后无残毒。但是也存在易被阳光钝化、被雨水冲洗掉、成本高而且只对鳞翅目害虫有效等缺点。当人们了解并证实了有杀虫作用的是这种菌中的一种毒蛋白后，便产生了能不能利用植物基因工程技术，将这种毒蛋白基因分离出来，然后转移到农作物细胞中，使这种农作物本身就具有抗虫能力的新思路。
自1987年以来，人们不仅成功地分离出对鳞翅目害虫有杀伤作用的毒蛋白基因，而且还分离出对鳞翅目和鞘翅目害虫都有杀伤作用的蛋白酶抑制基因，并已分别将这两种基因成功地转移到不同的农作物细胞，如获得了抗棉铃虫、烟青虫和红铃虫的棉花，抗玉米螟和其他鳞翅目害虫的玉米，抗马铃薯瓢虫的马铃薯，抗烟草夜蛾的烟草以及抗虫的番茄，并且多数已分别进行了大田试验。
目前，美国已培育出抗马铃薯瓢虫的转基马铃薯新品种，取名为“新叶”。现已确证，人食用后不会危害人体健康，成为当前第一个得到美国环境保护局批准可以大规模生产的转基因农作物。
自从1983年首先获得烟草与马铃薯转基因植株后，由于植物基因工程技术，特别是外源基因转移技术日臻完善，使许多种植物的转基因研究取得了成功。
今后的20年中，在培育抗病、抗虫的转基因农作物方面，还会有许多振奋人心的重大突破，获得更多抗病、抗虫、食用后不危害人体健康的各种农作物新品种。届时，由于无需用农药来防治病虫害，因而农业生产的成本定会大幅度降低，环境也将不再受农药的污染。更重要的是，当人们面对自己用巧夺天工的生物技术所定向创造出来的这些自然界前所未有的作物新品种时，必将进一步加强人们改造世界的信念，创造出更多、更好的新奇迹，让全世界人民生活得更美好。
植物多倍体育种
在高等植物中，多倍体约占50％。多倍体是指细胞核中含有2个以上染色体组的物种。如果其中各个染色体组来源相同则称为同源多倍体；如果来源不同则称为异源多倍体，又称双二倍体或双倍体。多倍体在农业生产上占有很重要的地位，现在所栽培的许多农作物和果树，例如普通小麦、普通烟草、甜菜、香蕉等都为多倍体。许多植物多倍体是在进化过程中自然形成的，但是自然产生的同源多倍体较少，而异源多倍体则很普遍，如普通小麦、普通烟草、陆地棉等都是在自然条件下，经种间杂交，再经染色体加倍而产生的。
在多倍体的形成过程中，由于种间杂交往往不实，杂种又经常不育，因此，自然产生多倍体的频率很低。随着人们对多倍体形成机理认识的深入，人工合成多倍体的研究不断发展，人工创造了新的多倍体类型，促进了植物的进化。
20世纪30年代植物细胞遗传研究取得重要进展，通过对种间杂种的染色体组分析，基本上弄清了杂种不育的原因。由于杂种中染色体以单价体形式存在，减数分裂不能正常进行，结果不能产生正常的雌雄配子而导致不育。如果通过染色体加倍使其成为纯合双倍体，就可以结实。1937年，布莱克斯利（ABlackeslee）和艾弗里（AAvery）等人阐明了秋水仙素诱导染色体加倍的机理。它能在细胞分裂过程中抑制纺锤丝的形成，使复制了的染色体不能分向两极而保留在一个细胞核中，从而造成染色体数目加倍而形成多倍体。这一发现推动了人工合成多倍体工作的开展。1939年，日本木原均等把二倍体西瓜加倍成四倍体。到70年代，门迪普鲁（AOMendiburu）等研究出一种不经细胞加倍的有性多倍化方法。他们利用普通马铃薯的单倍体系与二倍体栽培种Phureja杂交，发现二倍体F1系中有些生长健壮并且高产。再用这些二倍体F1系与四倍体马铃薯杂交，其后代几乎全都是四倍体系。有些系不仅产量高于亲本，而且整齐度也高。其原因是二倍体的F1系能产生染色体不减数的2n花粉，这种现象称为单列有性多倍化。以后他们又用能够产生2n花粉和2n卵子的二倍体相互杂交，得到四倍体和二倍体后代，并将二倍体与二倍体杂交产生四倍体的过程称为双列有性多倍化。这种四倍体系比它们的二倍体姊妹系产量高30％～40％，生长也更为健壮。1972年，美国的卡尔森（PSCarlson）等采用原生质体培养方法，将粉蓝烟草和郎氏烟草两个物种的体细胞融合在一起，并诱导成植株，开辟了人工合成多倍体的新途径。
近年来利用栽培品种与其亲缘种或属杂交合成二倍体的研究比较活跃。1978年和1981年，中国李振声等和孙善澄通过普通小麦与长穗偃麦草（2n=10x=70）和中间偃麦草麦（2n=6x=42）分别杂交，从其后代中选出多种大穗、抗病、优质稳定的八倍体小偃麦。1990年，中国王志安等通过陆地棉与野生二倍体异常棉杂交产生F1，并经秋水仙素处理得到F1双倍体。1989年，戎均康等通过中国春与球茎大麦杂交，选出了抗白粉病、小麦黄花叶病和高蛋白（20％）的八倍体小大麦。1989年，普劳德（APlourde）通过普通小麦与多枝赖草杂交，从其后代中选出了抗大麦黄矮病（BYDV）的八倍体小赖麦。1986年，简（CCJan）等通过普通小麦、硬粒小麦与簇毛麦杂交，然后用秋水仙素处理杂种F1，分别得到八倍体和六倍体小簇麦。
