智能育种迈入4.0阶段，助力打好种业翻身仗

发布时间：2023-07-06 20:01:21 来源:科技日报

科技日报记者马爱平

种子是农业的“芯片”。

“我国的水稻经过育种技术创新，正在迈入智能育种的4.0阶段。4.0阶段是利用生物技术和数字技术进行基因编辑的智能育种阶段，将大幅度提升种质资源的利用率，从而释放资源价值，助力打好种业翻身仗。”7月5日，在全球数字经济大会·数字经济赋能种业振兴专题论坛上，中国科学院院士钱前如是说。

(资料图片)

种业科技创新是种业发展的关键，而数字化是种业科技创新的趋势。

“我国的水稻经过以袁隆平、谢华安为代表的中国育种家们的努力，已‘聚优去劣’，目前的关键是要充分利用数字化能力，将我国的种质资源优势进一步转化为育种创新优势。”钱前说。

“对育种家来说，数字技术可以加速育种过程。过去的育种家们是‘看见什么就选择什么’，现在可以通过数字技术来进行选择——先预测再验证，这大大扩大了育种规模，加快了育种进程。”中国农业科学院作物科学研究所遗传育种中心副主任黎亮认为。

在种业这一传统产业中，数字经济正在发挥巨大的作用。

全球首张水稻全基因组育种芯片、世界首张西瓜全基因组序列图谱、全球数量最大的玉米品种标准DNA指纹库……一系列数字技术创新成果夯实了北京种业之都的科技基础。

全国十粒种，一粒自北京。“北京市将农业科技创新纳入北京国际科技创新中心建设范畴，全力打造‘种业之都’，正逐步推进种业数字化，建立‘表型+基因型’智能育种技术，加快精准育种步伐，逐步实现定制设计育种。”北京市经济和信息化局副局长朱西安说。

“北京市平谷区政府和企业正在一起共建数字种业大数据库，在畜禽种业上进行自动化性状采集的尝试，一旦实现，育种工作会实现指数级的跃升。”北京市农业农村局种业管理处处长王以中说。

通过多方的落地实践，我国育种成果的转化和产业化进程正在加快。

北京通州国际种业科技有限公司搭建起了智慧育种共性技术服务平台。据该公司分子育种实验室运营负责人靳凤介绍，基于国内外的研究，该平台与科研院所合作，在番茄、辣椒、西瓜、甜瓜、黄瓜、大白菜等经济作物上共同开发了60余个与品质和抗病性状相关的分子标记，为全国29个省市400多家蔬菜种企提供每年近50万份株育种材料的抗性筛查。

而发掘利用库存种质资源已成为国际竞争焦点。“利用大数据进行作物育种和研究具有高可行性和巨大的潜力。”德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所育种研究部主任若琴C.雷夫在论坛上介绍，其团队将12858份小麦材料的基因组数据和12.5万个小区域的产量数据进行综合分析，建立了可靠的产量预测模型，发现随着训练群体样品量的增加和6个不同实验系列的表型数据量的累加，对杂交小麦测试群体在新环境下的产量预测准确率提高至少1倍。

我国是种质资源大国，如何将其转化成基因资源？“这需要数字化技术帮助我们从随机选择到精准选择，选出好的品种。通过精准分子设计与全基因组分子标记辅助选择，可以聚合具有理想株型、高产、优质、耐逆等特点的作物。”钱前院士说。

今年2月，国家作物种质库联合腾讯公司，共同发起了“国家作物种质库2.0项目”，将进行种质的数字化存储、计算等方面的工作，为全国育种机构和科研人员提供数字化支持。

在未来，AI技术如何帮助育种家？

“关键是搭建桥梁。”腾讯可持续社会价值事业部数据中心负责人张骁说，目前科技企业和农业育种领域的互相了解，有望进一步提升，特别需要架一座桥梁，把双方的能力连接在一起。

（中国农业科学院供图）

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