纯系育种是一种作物育种的基本方法，旨在从现有的品种群体中选择具有优良自然变异的个体，通过后裔鉴定和保纯繁育来培育新品种。这种方法适用于自花授粉和常异花授粉作物，以及无性繁殖作物的芽变选择。

纯系育种的历史可以追溯到中原地区古代，北魏时期的《齐民要术》就提到了谷物选种的重要性及其方法。清代的《几暇格物篇》记录了通过单株选择获得早熟京西稻品种的情况。现代纯系育种的理论基础始于1856年法国人德维尔莫兰提出的“德维尔莫兰分离原则”，并于1903年由丹麦的W.L.约翰森通过菜豆试验确立了纯系学说。这一理论随后被世界各国广泛应用于各种作物的育种工作中。

纯系育种的特点在于，对于自花授粉作物，经过一次选择得到的单株通常是遗传上的纯合体。如果这些单株表现出显著的优势，就可以作为新品种参与区域试验。这种方法简单易行，且试验周期相对较短。然而，即使是一个相对纯净的品种群体，在基因型上仍可能存在微小差异，随着时间推移和不同生态环境的影响，这些差异可能会变得明显，从而为持续的选择提供素材。例如，通过对水稻地方品种鄱阳早的个体选择，先后育成了多个新品种，包括南特号、南特16号、矮脚南特和矮南早1号等。尽管如此，纯系育种也有其局限性，因为它通常只能从原有的群体中选出已经存在的变异类型，难以产生与原始品种有显著差异的突破性新品种。

纯系育种的核心是通过个体选择法，从原有品种群体中选择优良个体，然后对其后代进行比较和筛选。具体实施过程中，需要注意以下几点：

- 基础材料：选择的品种群体应该具备良好的经济性状、广泛的适应性和高的遗传变异率。通常选用在当地大规模种植或由杂交育成的新推广品种，这些品种可能包含更多的遗传变异资源。

- 选择标准：选择应在肥力均匀、植株营养面积相近、管理措施一致的田块进行，以减少非遗传变异的影响。同时，要考虑周围环境对选择对象的影响，适时调整选择标准。

- 选择时间：根据不同性状在不同生长时期的表现，选择合适的鉴定和选择时机。例如，冬小麦的耐寒性可在冬季或春季苗期鉴定，早熟性则在抽穗、开花和成熟期评估。

- 选择数量：为了提高选择优秀个体的概率，选择的品种群体不应过于狭小。在新地区的纯系育种工作中，选择的个体数量可以从数千到数万个不等。

纯系育种的程序包括几个关键步骤：

- 株行（系）试验：将每个当选个体的种子单独种植一行或多行，与其他个体进行比较。通常每九行种植一行对照品种。通过田间观察、室内考种和初步测产，选择少量优良单系进入鉴定圃。若某些单系表现良好但性状未稳定，可继续从中选择优良个体，参加下一年的株行（系）试验。

- 鉴定圃试验：上年入选的单系各自成为品系，进行初步的产量比较。使用适当的田间试验设计，重复2~3次，并设立对照区，以确定品系之间在产量和其他经济性状上的显著差异。生长期中进行系统的观察和记录，最终根据产量、田间表现和室内鉴定结果，选出综合表现优于对照品种的品系，进入下一步的品种预备试验和比较试验。

- 品种预备试验和比较试验：品种试验的设计和方法与鉴定圃试验相似，但小区面积稍大，重复3~4次，通常采用随机区组设计。除了生长期间的系统观察和记录外，还需要进行抗性鉴定和品质分析。根据产量和其他方面的综合表现，选出最优的品系作为新品种，申请参加区域试验。品种预备试验可进行1~2年，品种比较试验进行2~3年。在品种比较试验的后期，可设置生产试验，探索品种的栽培要求，以便品种审定后能够与相应的栽培技术相结合。