“慧育种” 数字化赋能中国培育农作物良种

来源:  新华网       作者:罗江 陈凯姿 程潇      发布时间:2024-3-21 09:35  |  

自动化分子育种平台、田间表型信息采集机器人……17日开幕的2024中国种子(南繁硅谷)大会上,一系列智慧育种新设备和农作物新品种一同亮相,数字化育种新成果不断发布。

正值育种季,海南以其得天独厚的光热条件吸引越来越多先进育种技术落地。在位于三亚崖州区的中国国家南繁作物表型研究设施里,高通量植物表型平台沿轨道缓缓移动,运用激光雷达、高光谱相机、各种传感器为育种材料集中进行“全身体检”。采集数据实时回传,科研人员可以在电脑上查阅、分析数据。

在育种工作中,科研人员需要持续观察、记录和分析作物的表型特征,从而筛选出优异资源用于育种。过去,靠人工观测和记录工作量大、耗时长。“高通量、智能化的设备大大提升工作效率,采集的数据也更为精准。”中国农业科学院作物科学研究所博士研究生于汛介绍说。

近年来,中国持续推动种业科技创新。国际植物新品种保护联盟在2024中国种子(南繁硅谷)大会上公布的数据显示,2023年,中国植物新品种保护年申请量突破1.4万件,约占全球一半,连续7年稳居该联盟成员第一。

随着卫星遥感、5G、物联网技术、人工智能等新技术的发展,中国各行业迎来数字化变革,好品种的培育也将迎来“加速度”。

3月7日,中国农业科学院与阿里巴巴达摩院联合发布了面向育种数据处理全流程的智慧育种平台。该平台实现了包括育种数据管理和分析、大模型大算力优化加速、人工智能算法预测亲本及优良品种的育种全流程整合,其数据容量、运行速度达到世界先进水平。截至目前,已有来自全球23家单位的育种家使用该平台。

中国科学院院士钱前介绍,平台建设依托三亚崖州湾科技城的国家南繁作物表型研究设施和大数据中心,将作物海量育种数据与先进大数据算法结合,开辟智慧育种“新赛道”。

依托先进的数字化技术,中国种业企业加快推动好品种落地。在陕西杨凌,先正达集团中国杨凌技术中心格外繁忙。实验室里,科研人员正在对一板板玉米样品进行DNA提取,开展分子检测。

如果说传统育种是“大海捞鱼”,那么位于陕西杨凌的先正达集团中国杨凌技术中心则实现了“定向撒网”。借助分子标记技术,杨凌中心的育种家可以快速准确地从数十万乃至数百万材料中筛选出所需基因,不再单纯依赖田间观察和验证。

杨凌技术中心性状整合中心负责人杨炳鹏表示,育种新技术也加速了整个育种进程。“通过数据分析,筛选出具有优良特性、高潜力的品系,投放到遍布全国的测试体系。经过两到三年测试,获得高产稳产、抗病性比较优良的品种并加快推向市场。”

2023年,该公司共有121个品种通过国家审定,在2023年有14个品种入选中国农业农村部《2023年国家农作物优良品种推广目录》,为大面积提高粮食单产提供良种支撑。

在黑龙江,北大荒垦丰种业将育种全流程打造成“工厂流水线”。该公司总经理刘辉在本届大会上介绍说,过去育种创新以课题组制方式为主,工作重叠、资源分散、各自为战、效率偏低。“我们按育种流程设立专业团队、组成创新链,构建起数字化育种体系。”

该公司建立了科研管理、种质资源管理、育种信息管理、实验室管理等多个平台,用数据流串联起商业化育种体系,可完成育种和科研信息采集、传输、分析、挖掘、计算的综合利用。

近年来,全球种业迎来新型生物技术叠加图像识别、大数据、人工智能等信息技术融合的“育种4.0”时代。“数字化技术是育种未来的发展航线。”钱前说,当下种业发展关键在于进一步提升种源创新效率,将生物技术与信息技术融合,推动育种技术向数字化、信息化、智能化方向发展。

(编辑:王星

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