现在的遗传工程研究将为育种开辟一条崭新的途径。人们想从豆科植物细胞中提取某一片段DNA，用遗传工程的方法把它接入到非豆科植物中，产生出符合要求的重组DNA，形成可以省下氮肥的新品种。目前这一研究正在进行之中。
一方面，遗传学的理论和方法被应用来为育种服务；另一方面，育种方面的一些实践反过来也会丰富遗传育种理论。人们通过遗传育种把可遗传的变异选择下来，可创造出能适应新的环境、满足人们需要的新的生物类型。
辐射育种
长期以来，农作物的育种，常常采用杂交、系统选育等方法。近几十年来，随着原子能和平利用的发展，才开始了辐射育种的新方法。
辐射育种就是利用放射线（如X射线、γ射线或中子线等），来照射作物的种子或植株，也可以照射离体组织和细胞，促使它们的内部起变化，这种变化有的能遗传给下一代，因而发生了遗传的变异，再经过人工的选择，就可以培育出新的品种。
放射线对动物、植物都有伤害作用，但是，如果我们使用得当，不仅不会伤害作物，而且还能利用辐射来育种哩。
我们知道，生物有机体是由细胞组成的。在显微镜下，你可以看到每个细胞中都有一个细胞核，当核分裂的时候，在核内可以清楚地看到有一些棒状的小体——染色体；染色体是由蛋白质和核酸组成的，每一生物都有它一定数目的染色体。当生物体吸收高能量的X射线、γ射线或中子线时，引起细胞内染色体的各种变化，但变化太大就引起死亡，变化不太大可能表现为植物遗传性状的改变，也就是发生了变异，这为育种提供了条件。
自然界中，有天然的放射性物质存在，还有宇宙线的照射等等，因此，人和一切动植物平时都受到了放射线的照射，不过剂量很低。一般用伦（伦琴）作单位，表示射线的剂量。譬如人们每天所受到的放射线，只有0.004～0.0016伦，这种照射对人体是毫无害处的。如果剂量高了就不行。拿植物来说，用100伦的X射线照射小麦的干种子，可以促进小麦的生长；用600伦，它的生长就会受到抑制；用20000～30000伦会使一部分麦苗死去，一部分活下来的植株会发生各种变异；用50000～60000伦时，全部都要死掉了，这是一般的情况。
不同生理状况的植物，对射线的反应是不一样的，以种子来说，种子的含水量越高，反应也越大；一般生长速度快的，而受力就差些。
从育种的要求来看，作物的变化越多，能育出新品种的希望越大。这里就产生了一个矛盾，剂量低了变异就少，剂量高了死亡又多，所以许多人认为用半致死剂量处理植物比较合适。也就是说，所用的剂量要能使大约半数的植物生存下来，另一半死亡。这样，既能保证有一定量的植株活下来，也有相当多的植株发生变异。一般来说，水稻和小麦的干种子用20000～30000伦，棉花用15000伦左右的射线照射效果较好。
免耕的土地能获得高产
自古以来，我国农村在作物播种前都要将农田翻耕一遍，其目的是为了防治杂草和疏松土壤。
但是，近年世界上不少国家却风行少耕或免耕的新耕作方式，被称为“免耕技术”。
过去农业生产讲究精耕细作，这无疑是一种优良的传统耕作方法。然而，这种方法也有不少缺点。首先，耕作对于劳动力的要求很高，尤其是在播种季节，需要投入大量劳动力。
由于大多数农作物的最适播种期都很短，这样既要精耕细作，又要及时播种，往往很难两全其美，结果常常延误农时。其次，土壤翻耕后虽然变得疏松，但是也增加了遭受侵蚀的机会。据测定，在略有坡度的土地中，翻耕比起免耕来，土壤流失竟要增加上百倍。由此不难看出，对于地形起伏、排水性能较好的田地，免耕的好处就更加明显了。再说，植物残茬覆盖的田畈比起光秃秃的土壤，其水分流失和蒸发都比较少，这对作物生长是非常有利的。
目前免耕技术越来越受到人们的重视，美国曾用免耕技术大面积播种玉米获得了丰收。
具体操作步骤：先在未播种的农田里喷洒除草剂，杀死正在生长的杂草，并抑制土壤中未发芽的杂草种子的萌发。接着，播种机开沟施肥。然后，飞机播下种子，并将种子覆盖起来。
这样，农田里除了播种机开掘的一条5～8厘米宽的土带以外，其余土壤都原封不动，一般在收获前不需要其他作业。免耕技术比起常规耕作方法，其效率可提高3倍以上。
美国的一些农场主，在进行免耕技术的同时，还与实施“精确农业”相结合，增产尤为明显。
所谓“精确农业”，就是将传统农业与电脑、卫星、通信、遥感、机械化等高新技术相结合，科学而精确地播种、灌溉、施肥、喷药、收获，这样既减少了浪费，又提高了农作物的产量。
值得指出的是，这种新型农业模式在美国、日本、以色列等国迅速兴起。特别是在美国，一些农场主已在拖拉机上安装了电脑和接收器，接收处理卫星的遥测信息，精确地确定施肥量、浇水量，并计算收获量。
近年，我国南方播种小麦也广泛推广免耕技术。晚稻收割后，将小麦直接播在农田里，既省力，又获高产，深受广大农民的欢迎。
当然，免耕技术也不宜连续应用，因为病、虫、鼠害往往会因作物残茬的掩护而增加为害程度。还有透气性状不好的土壤，长期不翻耕，也会影响作物的生长。所以，免耕与翻耕应该交替进行。
“基因开关”助作物提高产量
由澳大利亚和比利时科学家组成的一个联合研究小组宣布，他们在基因研究方面取得了一项重大突破，这项突破将有助于生产营养更丰富、生长速度更快、产量更高的作物。
这项研究成果还将有助于增强作物的抗病能力以及防冻、抗旱能力。
澳大利亚热带植物病理学合作研究中心的研究员皮尔·申克说，这项创新成果能够通过改进农业生产方式为农民节省大量资金。
这种基因促进剂，或称“基因开关”已由澳大利亚热带植物病理学合作研究中心和位于比利时勒芬的卢万天主教大学联合注册专利。
该技术已在小麦、高粱、小米、香蕉、甘蔗以及许多树木、蕨类和草类等各种植物中进行了成功的试验。
申克说，当把这种在香蕉病毒中发现的基因开关随同某种基因植入植物体内时，它就会帮助实现该基因的控制。
申克说：“这意味着可以更好地控制植物生长的方式。你可以设计抗病害或抗旱的植物，有些可使其生长得更快，而另一些则可使其蛋白质含量更高，诸如此类还有很多。”
申克还指出，这种基因开关将有利于环境的发展和人类的健康，而且还可满足全球在粮食供给方面不断增长的需求。
增产的“秘密武器”
世界上果真有“神药”、“神水”吗？稍有点科学常识的人恐怕不会相信。然而科学技术发展到今天，仍有些现象令人不解——在作物上喷上一点儿××剂，作物便会在几天内长得又绿又壮；将树苗的根蘸上点××粉，树苗在缺雨少墒的条件下也能成活……。老百姓把这些具有神奇作用的药剂称之为“神药”、“神水”，科学家则称之为植物生长调节剂。
20世纪初叶，科学家根据植物生长的规律和需要，发明了“秘密武器”植物生长调节剂。这个“秘密武器”，为什么能促使作物增产呢？施用调节剂就是通过这种化学合成物质的处理，改变植物体内调节、控制其生长的激素系统，从而达到控制作物生长的目的，促使作物生长得更加茂盛，果实更加丰硕。换句话说，其实质是人们通过化学手段可以控制、调节着作物的生长，掌握着收获的丰歉。
一、一个特异的现象
1880年英国生物学家达尔文发现了一个奇怪的现象：他在研究草胚芽的向光运动时注意到，如果用锡纸把胚芽顶部罩住，胚芽就像人被黑面罩蒙住了眼睛一样，无法辨别光源方向，也就是说失去了向光运动的能力。由此，达尔文提出了这样的假设：在幼苗的尖端有某种物质，在光的作用下，这种物质可以到达幼苗的下部，引起其向一边的生长和弯曲。
1928年，荷兰的一位年轻的植物生理学家温特，在蒸发的胚芽梢里发现了一种影响植物向光运动的物质，也就是最先被发现的植物激素——吲哚乙酸，因为它能促进植物生长，所以它也被人们称作生长素，由此开辟了植物激素研究的新局面。
可以说，从20世纪30年代植物激素的研究自生长素开始，进入40年代以后，在世界上形成了一个研究生长素的高潮，逐步确立了植物体内的五大激素：生长素（Auxin）、赤霉素（Gibberelin）、细胞激动素（Cytokinin）、脱落酸（Abscisic acid）、乙烯（Ethylene）。前三类是具有显著促进生长发育的物质，脱落酸是一种同时具有促进和抑制生长发育的物质，而乙烯则主要是一种促进器官成熟的物质。自从研究确定植物的生长和发育是由植物自身产生的激素控制以来，渐渐形成了使用能改变植物内部激素系统的化合物——植物生长调节剂，以影响作物生育的概念，从而产生了化学调控技术。
20世纪30年代初发现植物生长素后，有人将生长素类化合物在柑橘插枝上应用以促进生根。40年代，合成了多种生长素类调节剂，扩大了化学调控技术在农作物上的应用。70年代以来，化学调控技术已在多种经济作物、粮食作物、园艺作物、观赏植物上得到大量应用。
目前，人工合成的植物生长调节剂名目繁多，至少不下100种。
二、揭密植物生长调节剂
我们仍以这五大类植物激素为例，其共性是首先这些植物激素都是在植物不同生长发育阶段，由植物自身合成的内源激素；其次这些植物激素只需很低的浓度，就可对植物生长发育产生很大影响；再次植物激素由产生的部位，被输送到特定的部位细胞中发生作用。但这五大激素的具体生理作用却各有特点。
生长素的生理作用：①促进细胞伸长生长；②促进插枝生根；③引起植物向光生长；④促进器官形成；⑤维持顶端优势；⑥诱导产生无籽果实。
赤霉素的生理作用：①促进细胞的伸长和分裂；②促进植物茎叶强烈生长；③打破休眠，促进种子萌发；④诱导开花结实；⑤促进坐果和果实生产；⑥控制性别，诱导雌花产生。
细胞分裂素：①促进细胞分裂和组织分化；②抑制茎切断和根薄壁细胞的伸长；③加速蛋白质合成延缓衰老；④促进同化物质运输。
脱落酸：①明显促进叶片脱落；②诱导芽和种子休眠；③抑制花芽形成和开花；④调节气孔关闭。
乙烯：①叶柄偏上性反应；②催熟果实；③促进脱落和衰老；④打破休眠和促进发芽生根；⑤控制性别；⑥刺激伤流液分泌。然而，五大类不同的植物激素表现出不同的生理作用，但亦表现出类似相同作用。每一类植物激素都有多方面的作用，都会在植物的一生或某一生长发育阶段发挥作用。有趣的是，虽然在植物组织内各种激素是同时存在的，但它们相互配合、彼此制约地调节与平衡植物生长发育的速度。例如，当生长素和细胞分裂素共同作用时，就能促进细胞的分裂和伸长；当细胞分裂素的浓度大于生长素时，能诱导芽的形成；当两者浓度相当时，愈伤组织只生长不分化；相反，生长素的浓度大于细胞分裂素时，则开始有长根的趋势。
因而在应用时，就需要根据各类植物激素的不同特性和浓度，分别应用，这样才能有效调节和控制植物的生长发育。
三、植物生长物质的农业应用
疏花疏叶：走进果园，当你看到满树盛开着稠密的花朵，技术人员会告诉你需要采取一项农业技术措施——疏花。即用剪刀去掉一部分花朵，这是为什么？这是因为花太多了，虽然结果多，但是每个果却长不大。通过疏花措施，减少果实，使有限的养料集中在保留的果实上，自然它就长大了，品质也更好了，有利于增产增收。但人工疏花是一项细致的农活，现在已普遍被植物生长调节剂代替。目前，普遍采用的是在果树上喷洒2-萘乙酸等物质，一些长势弱的小花，便会自行脱落。
此外，植物生长调节剂还可以帮助疏叶，在棉花收获前十几天，喷洒氯酸镁等制剂，棉叶则大部分脱落，便于机械采收。
防止脱落：“瓜熟蒂落”，然而如果还没等采收便落果满地则也是问题。特别是遇到大风天气，果实纷纷脱落、坠地、损伤、腐烂，难免会造成减产减收。这是因为当果实成熟时，果柄细胞开始衰老，新陈代谢减慢，在果柄的基部形成了一层“离层”，这“离层”好像把果柄齐根切断，一旦遇风袭击，近“离层”处的细胞很容易断裂，造成坠果。
如果利用与植物和平共处的调节剂如α-萘乙酸或2，4-D在果园叶面喷施，便可使落果至少减少一半，在荔枝、柑橘、梨等果树上的应用效果最为显著。
防止发芽：对于一些适于贮藏的作物如马铃薯、洋葱等，在冬眠过程中往往会悄悄地发芽。马铃薯一旦发芽就会产生剧毒物质——龙葵碱，人食用后会中毒。利用植物生长调节剂使这个问题迎刃而解。因为像α-萘乙酸和β-吲哚乙酸等物质，对于果实的发芽有强烈的抑制作用，每吨马铃薯只需要用40～100克的α-萘乙酸甲酯处理，效果就非常明显，无毒而安全，同样，用0.25％的顺丁烯酸酰肼在洋葱收获前20天喷洒，葱头在贮藏期间都会老老实实地冬眠，不再发芽。