原標題:智慧育種重塑農(nóng)業(yè)“芯片”
一段時間以來,河南、陜西、黑龍江等地紛紛采取舉措,通過深度融合人工智能、大數(shù)據(jù)與生物技術,努力發(fā)展智慧育種。這不僅是技術手段的迭代升級,更是對傳統(tǒng)育種模式和產(chǎn)業(yè)形態(tài)的深刻重塑,對于打好種業(yè)翻身仗、夯實糧食安全根基具有重要戰(zhàn)略意義。
與傳統(tǒng)模式相比,智慧育種呈現(xiàn)出周期短、精度高、成本低的顯著優(yōu)勢。依托大模型與大數(shù)據(jù),智慧育種能實現(xiàn)高通量功能基因挖掘、育種方案精準生成及后代性狀智能預測,推動育種工作從經(jīng)驗判斷邁向數(shù)智計算。過去培育一個高品質新品種,需常年埋頭田間,從成千上萬個基因組合中選擇,整個過程猶如“拆盲盒”,充滿不確定性。如今,人工智能如同一個“超級大腦”,可在田間試驗前先預測基因組合后的作物表型,從而精準淘汰低質量的雜交組合,高效篩選優(yōu)良基因組合。
智慧育種還能夠實現(xiàn)從靠天吃飯到“環(huán)境智造”的跨越。傳統(tǒng)育種高度依賴自然氣候,世代周期長。智慧育種則通過精準調控光、溫、水、氣、肥等環(huán)境參數(shù),打破季節(jié)與地域限制,既可模擬極端環(huán)境以篩選抗逆性強的優(yōu)質品種,又能實現(xiàn)一年多代的快速繁育。例如,中國農(nóng)業(yè)科學院研發(fā)的育種技術,可使水稻、小麥、大豆等多類作物生育期縮短51%至63%,大幅縮短育種周期。
智慧育種驅動育種全產(chǎn)業(yè)鏈向自動化、數(shù)智化轉型,對我國種業(yè)振興具有重要戰(zhàn)略價值。我國研發(fā)的智能育種機器人“吉兒”,可精準識別花朵,完成雜交授粉,破解了人工去雄耗時費力、效率低的難題。從田間表型實時采集到品種選育的智能化決策,智慧育種正逐步實現(xiàn)全過程精準感知與自動控制,將助力我國快速培育適應本土生態(tài)的優(yōu)良品種,加快實現(xiàn)重要農(nóng)產(chǎn)品種源自主可控。
也要看到,作為一項系統(tǒng)性工程,智慧育種當前仍面臨數(shù)據(jù)孤島、高端智能裝備自主化不足、交叉復合型人才匱乏等現(xiàn)實短板。對此,需從數(shù)據(jù)、技術、人才、產(chǎn)業(yè)多維度協(xié)同發(fā)力。
搭建育種資源共享數(shù)據(jù)平臺。統(tǒng)籌構建全國農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡樞紐,統(tǒng)一表型、基因型數(shù)據(jù)采集與存儲標準,健全跨地域、跨部門的數(shù)據(jù)共享機制。在建立標準化數(shù)據(jù)為育種大模型提供“燃料”的同時,也要筑牢農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)安全屏障,防范關鍵種質數(shù)據(jù)泄露與篡改風險。
加快關鍵核心技術攻堅。瞄準全基因組選擇、基因編輯等前沿領域,加大專項研究投入,著力突破制約我國智慧育種發(fā)展的“卡脖子”技術。此外,加快高通量作物表型觀測設備、智能化育種裝備的研制與升級,縮短與國外先進水平的差距,解決數(shù)據(jù)采集效率低、制繁種裝備適用性不強等問題,強化智慧育種的硬件支撐。
健全復合型人才培養(yǎng)機制。鼓勵涉農(nóng)高校設立跨學科專業(yè)、加強校企聯(lián)合培養(yǎng),突破傳統(tǒng)院系培養(yǎng)模式,帶動師資靈活配置、課程體系重構、科研資源協(xié)同,培育既懂遺傳育種規(guī)律,又精通人工智能算法和大數(shù)據(jù)處理的復合型創(chuàng)新人才,為種業(yè)振興筑牢人才基石。
強化產(chǎn)學研用深度融合。推動國家實驗室、科研院所與種業(yè)龍頭企業(yè)緊密合作、資源互補,加快形成智慧育種協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟。通過共建聯(lián)合實驗室、共享育種數(shù)據(jù)與算力資源,開展關鍵核心技術聯(lián)合攻關,打通“基礎研究—技術開發(fā)—產(chǎn)業(yè)應用”鏈條,讓科研與生產(chǎn)緊密結合,提升育種科技成果轉化率。