我國水稻智慧育種邁入4.0階段

種子是農業的“晶片”。

“我國的水稻經過育種技術創新,正在邁入智慧育種的4.0階段。4.0階段是利用生物技術和數字技術進行基因編輯的智慧育種階段,將大幅度提升種質資源的利用率,從而釋放資源價值,助力打好種業翻身仗。”7月5日,在全球數字經濟大會·數字經濟賦能種業振興專題論壇上,中國科學院院士錢前如是説。

種業科技創新是種業發展的關鍵,而數字化是種業科技創新的趨勢。

“我國的水稻經過以袁隆平、謝華安為代表的中國育种家們的努力,已‘聚優去劣’,目前的關鍵是要充分利用數字化能力,將我國的種質資源優勢進一步轉化為育種創新優勢。”錢前説。

在育种家看來,數字技術加速了育種過程。“過去的育种家們是‘看見什麼就選擇什麼’,現在可以通過數字技術來進行選擇——‘先預測再驗證’,這大大擴大了育種規模,加快了育種進程。”中國農業科學院作物科學研究所遺傳育種中心副主任黎亮認為。

在種業這一傳統産業中,數字經濟正在發揮巨大的作用。

全球首張水稻全基因組育種晶片、世界首張西瓜全基因組序列圖譜、全球數量最大的玉米品種標準DNA指紋庫……一系列數字技術創新成果夯實了北京“種業之都”的科技基礎。

全國十粒種,一粒自北京。“北京市將農業科技創新納入北京國際科技創新中心建設範疇,全力打造‘種業之都’,正逐步推進種業數字化,建立‘表型+基因型’智慧育種技術,加快精準育種步伐,逐步實現定制設計育種。”北京市經濟和資訊化局副局長朱西安説。

通過多方的落地實踐,我國育種成果的轉化和産業化進程正在加快。

“北京市平谷區政府和企業正在一起共建數字種業大數據庫,在畜禽種業上進行自動化性狀採集的嘗試,一旦實現,育種工作會實現指數級的躍升。”北京市農業農村局種業管理處處長王以中説。

北京通州國際種業科技有限公司搭建起了智慧育種共性技術服務平臺。據該公司分子育種實驗室運營負責人靳鳳介紹,該平臺與科研院所合作,在番茄、辣椒、西瓜、甜瓜、黃瓜、大白菜等經濟作物上共同開發了60余個與品質和抗病性狀相關的分子標記,每年為全國29個省市的400多家蔬菜種企提供近50萬份株育種材料的抗性篩查。

面向未來,作為種質資源大國,我國如何將其轉化成基因資源?“這需要數字化技術幫助我們從隨機選擇到精準選擇,選出好的品種。通過精準分子設計與全基因組分子標記輔助選擇,可以聚合具有理想株型、高産、優質、耐逆等特點的作物。”錢前説。

今年2月,國家作物種質庫聯合騰訊公司,共同發起了“國家作物種質庫2.0項目”,開展種質數字化存儲、計算等方面的工作,希冀為全國育種機構和科研人員提供數字化支援。

數字、AI(人工智慧)技術能夠如何幫助育种家?“關鍵是搭建橋梁。”騰訊可持續社會價值事業部數據中心負責人張驍説,目前科技企業和農業育種領域特別需要架一座橋梁,連接雙方,進一步加深互相了解。比如,人工智慧ChatGPT雖然是大語言模型,但其在育種領域會是個特別好的科研助手——它能在統計學和數學等領域的工作中,有效地減少育种家的工作量,提煉出更科學的育種規律。