A、太空椒培育原理为基因突变，抗虫棉培育原理为基因重组，A错误； B、转基因大豆的育种原理是基因重组，无子番茄培育原理是生长素促进果实发育，B错误； C、杂交水稻培育原理是基因重组，青霉素高产菌株培育原理是基因突变，C错误； D、无子西瓜和八倍体小黑麦的培育原理都是染色体变异，D正确． 故选：D．
