自動(dòng)化分子育種平臺(tái)、田間表型信息采集機(jī)器人……近日舉辦的２０２４中國種子（南繁硅谷）大會(huì)上，一系列智慧育種新設(shè)備和農(nóng)作物新品種一同亮相，數(shù)字化育種新成果不斷發(fā)布。
正值育種季，海南以其得天獨(dú)厚的光熱條件吸引越來越多先進(jìn)育種技術(shù)落地。在位于三亞崖州區(qū)的中國國家南繁作物表型研究設(shè)施里，高通量植物表型平臺(tái)沿軌道緩緩移動(dòng)，運(yùn)用激光雷達(dá)、高光譜相機(jī)、各種傳感器為育種材料集中進(jìn)行“全身體檢”。采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)回傳，科研人員可以在電腦上查閱、分析數(shù)據(jù)。
在育種工作中，科研人員需要持續(xù)觀察、記錄和分析作物的表型特征，從而篩選出優(yōu)異資源用于育種。過去，靠人工觀測和記錄工作量大、耗時(shí)長。“高通量、智能化的設(shè)備大大提升工作效率，采集的數(shù)據(jù)也更為精準(zhǔn)。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所博士研究生于汛介紹說。
近年來，中國持續(xù)推動(dòng)種業(yè)科技創(chuàng)新。國際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟在２０２４中國種子（南繁硅谷）大會(huì)上公布的數(shù)據(jù)顯示，２０２３年，中國植物新品種保護(hù)年申請(qǐng)量突破１。４萬件，約占全球一半，連續(xù)７年穩(wěn)居該聯(lián)盟成員第一。
隨著衛(wèi)星遙感、５Ｇ、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展，中國各行業(yè)迎來數(shù)字化變革，好品種的培育也將迎來“加速度”。
近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院與阿里巴巴達(dá)摩院聯(lián)合發(fā)布了面向育種數(shù)據(jù)處理全流程的智慧育種平臺(tái)。該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了包括育種數(shù)據(jù)管理和分析、大模型大算力優(yōu)化加速、人工智能算法預(yù)測親本及優(yōu)良品種的育種全流程整合，其數(shù)據(jù)容量、運(yùn)行速度達(dá)到世界先進(jìn)水平。截至目前，已有來自全球２３家單位的育種家使用該平臺(tái)。
中國科學(xué)院院士錢前介紹，平臺(tái)建設(shè)依托三亞崖州灣科技城的國家南繁作物表型研究設(shè)施和大數(shù)據(jù)中心，將作物海量育種數(shù)據(jù)與先進(jìn)大數(shù)據(jù)算法結(jié)合，開辟智慧育種“新賽道”。
依托先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)，中國種業(yè)企業(yè)加快推動(dòng)好品種落地。在陜西楊凌，先正達(dá)集團(tuán)中國楊凌技術(shù)中心格外繁忙。實(shí)驗(yàn)室里，科研人員正在對(duì)一板板玉米樣品進(jìn)行ＤＮＡ提取，開展分子檢測。
如果說傳統(tǒng)育種是“大海撈魚”，那么位于陜西楊凌的先正達(dá)集團(tuán)中國楊凌技術(shù)中心則實(shí)現(xiàn)了“定向撒網(wǎng)”。借助分子標(biāo)記技術(shù)，楊凌中心的育種家可以快速準(zhǔn)確地從數(shù)十萬乃至數(shù)百萬材料中篩選出所需基因，不再單純依賴田間觀察和驗(yàn)證。
楊凌技術(shù)中心性狀整合中心負(fù)責(zé)人楊炳鵬表示，育種新技術(shù)也加速了整個(gè)育種進(jìn)程。“通過數(shù)據(jù)分析，篩選出具有優(yōu)良特性、高潛力的品系，投放到遍布全國的測試體系。經(jīng)過兩到三年測試，獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、抗病性比較優(yōu)良的品種并加快推向市場。”
2023年，該公司共有１２１個(gè)品種通過國家審定，在２０２３年有１４個(gè)品種入選中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《２０２３年國家農(nóng)作物優(yōu)良品種推廣目錄》，為大面積提高糧食單產(chǎn)提供良種支撐。
在黑龍江，北大荒墾豐種業(yè)將育種全流程打造成“工廠流水線”。該公司總經(jīng)理劉輝在本屆大會(huì)上介紹說，過去育種創(chuàng)新以課題組制方式為主，工作重疊、資源分散、各自為戰(zhàn)、效率偏低。“我們按育種流程設(shè)立專業(yè)團(tuán)隊(duì)、組成創(chuàng)新鏈，構(gòu)建起數(shù)字化育種體系。”
該公司建立了科研管理、種質(zhì)資源管理、育種信息管理、實(shí)驗(yàn)室管理等多個(gè)平臺(tái)，用數(shù)據(jù)流串聯(lián)起商業(yè)化育種體系，可完成育種和科研信息采集、傳輸、分析、挖掘、計(jì)算的綜合利用。
近年來，全球種業(yè)迎來新型生物技術(shù)疊加圖像識(shí)別、大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)融合的“育種４。０”時(shí)代。“數(shù)字化技術(shù)是育種未來的發(fā)展航線。”錢前說，當(dāng)下種業(yè)發(fā)展關(guān)鍵在于進(jìn)一步提升種源創(chuàng)新效率，將生物技術(shù)與信息技術(shù)融合，推動(dòng)育種技術(shù)向數(shù)字化、信息化、智能化方向發(fā)展。（記者 羅江 陳凱姿 程瀟）
編輯：郭成
