- 编辑：王澎
- 作者：祖祎祎
近年来，在元宇宙、大数据、人工智能等新科技、新技术的持续发展下，各领域不断激发着新一轮产业革命。在农业高投入、高科技领域，数字技术能为种业发展带来哪些新的可能？
聚焦“种业振兴”，集聚北京种业科研人才和头部种业企业资源，助力打造数字种业的创新高地，7月5日，全球数字经济大会·数字经济赋能种业振兴专题论坛在京举办，来自管理部门、科研单位、有关企业代表齐聚一堂，共探数字种业未来。
论坛嘉宾发言。中国农科院供图
智能育种急需数字化“加持”
巧妇难为无米之炊。种质资源作为育种必需材料，是我国种业高质量发展的基础。
早在2020年，我国作物种质资源保存总量已突破52万份，位居世界第二。但近年来，如何高效挖掘利用这些资源，持续育成突破性品种，一直是种业科研的瓶颈。
论坛上，中国科学院院士钱前介绍，我国的水稻经过袁隆平、谢华安为代表的中国育种家们的努力，已实现“聚优去劣”。“如今，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。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。”
钱前指出，近年来，发掘利用库存种质资源已成为国际竞争焦点，智能育种是利用生物技术和数字技术进行基因编辑的育种方式，将大幅度提升种质资源的利用率，从而释放资源价值，支撑种业振兴。
论坛上，中国农科院作物科学所所长周文彬介绍了团队最新研究进展：其团队克隆了水稻osdreb1c基因，该基因可通过多个重要生理途径的聚合，进而实现作物高产、早熟以及氮素高效利用，为我们有效应对人口与粮食危机、保障国家粮食安全和生态安全具有重要的理论和应用价值。
“数字化是未来趋势，如何把种质资源变成基因资源，提升资源挖掘利用效率，是至关重要的一步。”对于种质资源挖掘的数字化应用，周文彬十分期待。
国际上，利用大数据进行育种研究也已展现出巨大潜力。德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所(ipk)育种研究部主任jochen c.reif，在论坛上介绍了国外利用数字技术的经验：团队将12858份小麦材料的基因组数据和12.5万个小区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一倍。
数字技术让育种更高效、更精准
随着各项新兴技术的发展，数字与种业的碰撞，早已开始。“育种与数字的结合得益于测序技术、表型技术、芯片技术的发展，这对育种各个方面、各个环节都有深远的影响。”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介绍。
黎亮坦言，“以前搞育种，‘一把尺子一杆秤，用牙咬用眼瞪’，没有数字概念，但是现在不一样了。可以实现‘云看地’，科研人员在办公室就可以看到地里植株长什么样子，这是数字带给我们的变革。”
玉米太高了，不像小麦、水稻比较矮，表型车不好走。怎么办？“通过目前正在研发的田间机器人，可实时传输图像数据。育种家比较关心的株高、穗位、病害、成熟情况，一目了然。再比如无人机一天飞一次，能够在很短的时间内多动态搜集数据。以前田间只能看到株高、穗位、颜色，现在可以直接看到叶绿素含量等数据。”黎亮又举了几个例子。
对育种家来说，数字技术的应用显著提升了育种效率。“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。”黎亮认为，种业的未来，一定是bt（生物技术） it（信息技术）的双融合发展。这方面技术的革新是种业振兴重要的攻关内容，需要全力去突破。
“全国十粒种，一粒自北京”。北京市经济和信息化局副局长朱西安介绍了北京的种业创新情况：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。
世界首个水稻全基因组芯片、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。
“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举例说。
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：“平台与科研院所、种企合作，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。同时，平台还与多家科研院所和种企合作，共同开发了玉米全基因组预测系统。未来将用于种企和科研院所育种团队的玉米dh系材料选择上。”
通过研究机构和高科技平台等多方的落地实践，我国的种质资源正在得以有力的创新，育种成果转化和产业化的进程也正在加快。
给“诺亚方舟”插上数字化“翅膀”
种质资源是一个国家的战略资源，而种质库就是守护资源的“诺亚方舟”。
2021年，新国家作物种质库建成并投入使用，可保存种质资源150万份。与上世纪80年代落成的原国家作物种质库相比，新库在容量上提升了数倍，配备了一系列先进的数字化、自动化技术设备。
“我国拥有世界第二大种质库，如何把它数字化，让国家的种质资源被更多的科学家利用起来，发现颠覆性、革命性的基因，是我们致力在做的事情。我们希望跟腾讯这样对智慧育种感兴趣的公司合作，实现数字化的模型。通过精准分子设计与全基因组分子标记辅助选择，聚合具有理想株型、高产、优质、耐逆等特点的作物。”钱前说。
如今，国家作物种质库在数字化上已经开始了进一步的探索。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”，由腾讯基金会捐赠2000万元，用于满足种质的数字化存储、计算、展示、安全等方面的迫切需求，进而为全国育种机构和科研人员提供数字化支持。
通过2.0项目的建设，国家作物种质库的信息化建设能力将有望得以提升，从而推动助力农作物种业“芯片”创新发展。
腾讯可持续社会价值事业部副总裁赵国臣在论坛上表示，在当前信息技术与传统育种加速融合的育种新阶段，通过利用数字技术帮助破解育种科研的痛点，加速我国种业弯道超车，助力打好种业翻身仗，这正是腾讯ssv坚持 “科技助力社会共益”定位，推动腾讯可持续社会价值创新的使命所在。
在未来，ai技术能如何帮助育种家？
“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表示，目前科技企业和农业育种领域的互相了解，还有望进一步提升，需要架一座桥梁，来把双方的能力连接在一起。
对于数字种业未来的设想，张骁以人工智能chat-gpt举例，虽然是大语言模型，但其在育种领域或可成为一名科研助手——能帮助育种家在统计学和数学等领域的基础工作中，有效减少工作量、提炼规律。
“作为科技企业，我们希望利用技术的积累和优势，来帮助育种这样的重要行业提升效率，创造更多的社会价值。”张骁表示。
作者：农民日报·中国农网记者 祖祎祎
