從“會育種”到“慧育種”：數字化賦能農作物良種培育

自動化分子育種平臺、田間表型信息采集機器人……近日舉辦的2024中國種子（南繁硅谷）大會上，一系列智慧育種新設備和農作物新品種一同亮相，數字化育種新成果不斷發布。

正值育種季，海南以其得天獨厚的光熱條件吸引越來越多先進育種技術落地。在位于三亞崖州區的中國國家南繁作物表型研究設施里，高通量植物表型平臺沿軌道緩緩移動，運用激光雷達、高光譜相機、各種傳感器為育種材料集中進行“全身體檢”。采集數據實時回傳，科研人員可以在電腦上查閱、分析數據。

在育種工作中，科研人員需要持續觀察、記錄和分析作物的表型特征，從而篩選出優異資源用于育種。過去，靠人工觀測和記錄工作量大、耗時長。“高通量、智能化的設備大大提升工作效率，采集的數據也更為精準。”中國農業科學院作物科學研究所博士研究生于汛介紹說。

近年來，中國持續推動種業科技創新。國際植物新品種保護聯盟在2024中國種子（南繁硅谷）大會上公布的數據顯示，2023年，中國植物新品種保護年申請量突破1.4萬件，約占全球一半，連續7年穩居該聯盟成員第一。

隨著衛星遙感、5G、物聯網技術、人工智能等新技術的發展，中國各行業迎來數字化變革，好品種的培育也將迎來“加速度”。

近日，中國農業科學院與阿里巴巴達摩院聯合發布了面向育種數據處理全流程的智慧育種平臺。該平臺實現了包括育種數據管理和分析、大模型大算力優化加速、人工智能算法預測親本及優良品種的育種全流程整合，其數據容量、運行速度達到世界先進水平。截至目前，已有來自全球23家單位的育種家使用該平臺。

中國科學院院士錢前介紹，平臺建設依托三亞崖州灣科技城的國家南繁作物表型研究設施和大數據中心，將作物海量育種數據與先進大數據算法結合，開辟智慧育種“新賽道”。

依托先進的數字化技術，中國種業企業加快推動好品種落地。在陜西楊凌，先正達集團中國楊凌技術中心格外繁忙。實驗室里，科研人員正在對一板板玉米樣品進行DNA提取，開展分子檢測。

如果說傳統育種是“大海撈魚”，那么位于陜西楊凌的先正達集團中國楊凌技術中心則實現了“定向撒網”。借助分子標記技術，楊凌中心的育種家可以快速準確地從數十萬乃至數百萬材料中篩選出所需基因，不再單純依賴田間觀察和驗證。

楊凌技術中心性狀整合中心負責人楊炳鵬表示，育種新技術也加速了整個育種進程。“通過數據分析，篩選出具有優良特性、高潛力的品系，投放到遍布全國的測試體系。經過兩到三年測試，獲得高產穩產、抗病性比較優良的品種并加快推向市場。”

2023年，該公司共有121個品種通過國家審定，在2023年有14個品種入選中國農業農村部《2023年國家農作物優良品種推廣目錄》，為大面積提高糧食單產提供良種支撐。

在黑龍江，北大荒墾豐種業將育種全流程打造成“工廠流水線”。該公司總經理劉輝在本屆大會上介紹說，過去育種創新以課題組制方式為主，工作重疊、資源分散、各自為戰、效率偏低。“我們按育種流程設立專業團隊、組成創新鏈，構建起數字化育種體系。”

該公司建立了科研管理、種質資源管理、育種信息管理、實驗室管理等多個平臺，用數據流串聯起商業化育種體系，可完成育種和科研信息采集、傳輸、分析、挖掘、計算的綜合利用。

近年來，全球種業迎來新型生物技術疊加圖像識別、大數據、人工智能等信息技術融合的“育種4.0”時代。“數字化技術是育種未來的發展航線。”錢前說，當下種業發展關鍵在于進一步提升種源創新效率，將生物技術與信息技術融合，推動育種技術向數字化、信息化、智能化方向發展。

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