在“创新为农 突破无疆”企业宗旨指引下，先正达集团坚持创新引领，携手全球农户共同应对农业挑战，留下许多鲜活动人的攻坚故事。“突破时刻”专栏甄选其中的高光片段，记录下实验室、生产车间、田间地头和办公室里一个个坚持创新、勇于突破的案例，定格那些改变农业、惠及农户、成就自我的闪耀瞬间。
提到“向日葵”，很多人首先想到的往往是满目金黄的向日葵花海，又或是香甜可口的瓜子。很少有人知道，它更是全球第四大油料作物。我国向日葵种植面积超过1100万亩，更重要的是，向日葵耐旱、耐贫瘠，可种植在我国辽阔的西北地区，不与主粮作物争地，却稳稳地守护着粮油安全。
可向日葵育种，偏偏是块难啃的硬骨头。传统杂交育种周期长达八到十年，成本高、效率低；单倍体育种技术已成功将玉米、水稻等作物的育种周期缩短一半以上，但在向日葵这里却始终走不通，成了全球公认的难题。
难关面前，谁来破局？2016年冬天，先正达集团北京创新中心的一支科研团队，接下了这个挑战。带头人梁大伟、吕建，带着队员们一头扎进温室大棚，从此开始了长达九年的攻坚长跑。
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温室大棚里的向日葵植株
第一程：尝试各种可能，靠的是笨功夫
研究之初，团队尝试了远缘杂交单倍体诱导办法。让向日葵和野生“亲戚”联姻，用玉米、高粱、水稻、菠菜等各种植物的花粉对其进行人工授粉，观察单倍体诱导现象。
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科研人员进行远缘杂交试验
向日葵是自花授粉植物，且花期内每天持续开花散粉，要避免自交授粉，需要持续进行彻底的人工去雄。人工去雄是个辛苦活，操作精细繁琐，劳动强度大。每天清晨六点，天还没亮，梁大伟和吕建就带着队员们套上防护服、戴上护目镜，捏着细小的镊子，从每个向日葵头上持续开放的成百上千朵管状花中，逐一去除细小的花药。
盛夏时节，温室内温度高达三十五到四十度，密不透风如同蒸笼，汗水顺着科研团队的护目镜往下淌，却没人敢抬手擦——只要一丝花粉泄露，就会前功尽弃。可真正的考验才刚开始。
第二程：按照“既定路线”走了两年，却走进死胡同
很快，远缘杂交试验宣告无效。团队继续沿用其他玉米等作物成熟的单倍体诱导技术，包括配子体培养、编辑单倍体诱导基因创制诱导系等，希望以此获得单倍体，再通过染色体加倍进而建立双单倍体技术。这条路有章可循，他们满怀期待地反复试验。然而整整两年，结果始终不尽人意。
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科研人员进行磷脂酶抑制剂处理试验
常规思路和策略失败后，团队并没放弃，大家开展头脑风暴，重新整理思路，制定了新技术思路。直到2018年的一天，一次用磷脂酶抑制剂处理过的花粉进行杂交授粉后，他们意外收获了几粒细小皱缩的种子，萌发后经过检测，这些种子居然是单倍体！黑暗中摸索两年，终于见到光，大家激动得几乎跳起来。
意外反转：一粒“不该存在”的种子，推翻固有认知
但重复磷脂酶处理试验后，所有人又陷入沮丧：这些种子跟这个处理因素无关。科学容不得半点侥幸，他们决定彻底复盘。仔细分析了所有试验细节后，团队设计了新的试验——即不育系对照试验（不进行任何处理、不授粉）。这个关键试验让真相越来越近——那些隔离了花粉未经授粉的不育系向日葵植株，竟然也结出了籽粒！按照植物学的经典理论，向日葵是典型的开花植物，没有授精作用不可能发育种子。
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孤雌生殖反应基因型（PRG）材料去雄后
难道……是试验出错了？花粉泄露或者虫子爬进去导致意外授粉？不，经过检测证实发育成的种子为单倍体！重复实验，再重复，跨环境、多品种验证——事实摆在眼前：某些向日葵品种确实能在无授粉条件下，自行进行卵细胞单性发育，形成种子。
这意味着，他们无意中闯入了植物界的“女儿国”，全球首次发现了向日葵的自发性卵细胞孤雌生殖现象！
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向日葵自发性卵细胞孤雌生殖现象
决然转向：从零起步，踏上无人区
一条“成熟”的路走了两年却走进死胡同，团队决定从零开始进军向日葵孤雌生殖领域研究，这是一条全新的、从未有人走过的路。
但现实却充满挑战，没有文献可查，没有经验可搬，每一步都是在黑暗中蹚路。他们要破解三道难关：哪些品种具备这种特性？控制它的关键基因在哪里？如何把这种现象快速商业化应用？
为此，团队充分发挥中国中化和先正达的全球研发网络协同优势，启动中国、北美、法国三地昼夜接力，协同攻关。位于北京的梁大伟、吕建团队长年顶着高温、穿着厚重防护服，花粉刺扎过敏也咬牙坚持——不是图名图利，只是心里清楚，这一关要是过不去，粮油安全就缺了一块硬支撑。
先正达在法国进行的向日葵孤雌生殖材料田间测试
九年终破壁：从“跟跑”到“领跑”
三千多个日夜，无数次失败、推倒、重来。终于，团队彻底证实向日葵孤雌生殖的现象，又进一步攻克单倍体成苗、染色体加倍等关键技术，成功建立起一套基于孤雌生殖的双单倍体操作流程。
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向日葵孤雌发育种子（右）
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向日葵单倍体苗
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向日葵单倍体植株
这一突破有望解决传统向日葵育种“周期长、纯合慢”的痛点——将原本5至6年的自交系育种选育时间缩短至3年，更实现了从“多代回交纯合”到“一步纯合”的质变，大幅提升育种效率。
2025年4月，这项原创成果登上了国际顶级期刊《自然》，评审专家评价它为“近十年单倍体领域最具原创性的重大发现”。
2026年3月，在中关村论坛上，该成果又入选“中央企业原创技术策源地十大标志性成果”。
更令人振奋的是，这套技术完全由中国企业自主主导、自主研发，是实打实的中国原创。