創(chuàng)新農(nóng)業(yè)“芯片” 助力種業(yè)振興
聚焦“種業(yè)振興”,聚攏北京種業(yè)科研人才和頭部種業(yè)企業(yè)資源,助力打造數(shù)字種業(yè)的創(chuàng)新高地,7月5日,全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)大會·數(shù)字經(jīng)濟(jì)賦能種業(yè)振興專題論壇在京舉辦,該論壇由全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)大會組委會主辦,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、騰訊可持續(xù)社會價值事業(yè)部(SSV)、北京為村互聯(lián)網(wǎng)科技研究中心、北京東昇農(nóng)業(yè)技術(shù)開發(fā)(集團(tuán))有限公司承辦。

與會嘉賓認(rèn)為,在當(dāng)前面向數(shù)字技術(shù)與生物技術(shù)深度融合的育種4.0新階段,召開本次論壇恰逢其時,既是數(shù)字經(jīng)濟(jì)和種業(yè)產(chǎn)業(yè)的一次思想碰撞,也是北京“種業(yè)之都”和數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新高地的一次深度融合。
科技創(chuàng)新是種業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵
種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”。黨的十八大以來,習(xí)近平總書記多次作出重要指示,強(qiáng)調(diào)“只有用自己的手攥緊中國種子,才能端穩(wěn)中國飯碗,才能實(shí)現(xiàn)糧食安全”,為種業(yè)改革發(fā)展指明方向。而種業(yè)科技創(chuàng)新,則是種業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。
“我國的水稻經(jīng)過育種技術(shù)創(chuàng)新,正在邁入智能育種的4.0階段?!?7月5日,全國人大常委、中國科學(xué)院院士錢前在論壇上介紹我國的水稻經(jīng)過袁隆平、謝華安為代表的中國育種家們的努力,已“聚優(yōu)去劣”,目前的關(guān)鍵是要充分利用數(shù)字化能力,將我國的種質(zhì)資源優(yōu)勢進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為育種創(chuàng)新優(yōu)勢。
錢前院士介紹,發(fā)掘利用庫存種質(zhì)資源已成為國際競爭焦點(diǎn),智能育種4.0階段是利用生物技術(shù)和數(shù)字技術(shù)可以進(jìn)行基因編輯的智能育種階段,將大幅度提升種質(zhì)資源的利用率,從而釋放資源價值,支撐種業(yè)振興。
“我國是種質(zhì)資源大國,如何將其轉(zhuǎn)化成基因資源,需要數(shù)字化技術(shù)幫助我們從隨機(jī)選擇到精準(zhǔn)選擇,才能選出好的品種。我們希望能和騰訊這樣對智慧育種感興趣的科技企業(yè)合作,來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的模型。通過精準(zhǔn)分子設(shè)計(jì)與全基因組分子標(biāo)記輔助選擇,聚合具有理想株型、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、耐逆等特點(diǎn)的作物?!卞X前院士說。
在論壇上,中國農(nóng)科院作物科學(xué)所所長周文彬介紹了最新的研究進(jìn)展:其團(tuán)隊(duì)克隆了水稻OsDREB1C基因,該基因可通過多個重要生理途徑的聚合,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)作物高產(chǎn)、早熟以及氮素高效利用,為我們有效應(yīng)對人口與糧食危機(jī)、保障國家糧食安全和生態(tài)安全具有重要的理論和應(yīng)用價值。

作為種業(yè)領(lǐng)域的盛會,論壇也聚合了種業(yè)科技企業(yè)的創(chuàng)新之聲。北京通州國際種業(yè)科技有限公司搭建起了智慧育種共性技術(shù)服務(wù)平臺。據(jù)該公司分子育種實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營負(fù)責(zé)人靳鳳介紹:“平臺的主要業(yè)務(wù)之一是基于國內(nèi)外的研究,與科研院所合作,在番茄、辣椒、西瓜、甜瓜、黃瓜、大白菜等經(jīng)濟(jì)作物上共同開發(fā)了60余個與品質(zhì)和抗病性狀相關(guān)的分子標(biāo)記,為全國29個省市400多家蔬菜種企提供每年近50萬份株育種材料的抗性篩查;平臺還與多家科研院所和種企合作,共同開發(fā)了玉米全基因組預(yù)測系統(tǒng),未來將用于種企和科研院所育種團(tuán)隊(duì)的玉米DH系材料選擇上?!?/p>
通過研究機(jī)構(gòu)和高科技平臺等多方的落地實(shí)踐,我國的種質(zhì)資源正在得以有力的創(chuàng)新,育種成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程也正在加快。
數(shù)字化是種業(yè)科技創(chuàng)新的國際趨勢
“對育種家來說,數(shù)字技術(shù)可以加速育種過程。過去的育種家們是‘看見什么就選擇什么’,現(xiàn)在可以通過數(shù)字技術(shù)來進(jìn)行選擇——‘先預(yù)測再驗(yàn)證’,這大大擴(kuò)大了育種規(guī)模,加快了育種進(jìn)程?!敝袊r(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所遺傳育種中心副主任黎亮認(rèn)為。

德國萊布尼茨植物遺傳與作物研究所(IPK)育種研究部主任Jochen C.Reif,在論壇上介紹了國外利用數(shù)字技術(shù)的經(jīng)驗(yàn):他們團(tuán)隊(duì)將12858份小麥材料的基因組數(shù)據(jù)和12.5萬個小區(qū)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,建立了可靠的產(chǎn)量預(yù)測模型,發(fā)現(xiàn)隨著訓(xùn)練群體樣品量的增加和6個不同實(shí)驗(yàn)系列的表型數(shù)據(jù)量的累加,對雜交小麥測試群體在新環(huán)境下的產(chǎn)量預(yù)測準(zhǔn)確率提高至少一倍,由此他認(rèn)為,“利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行作物育種和研究具有高可行性和巨大的潛力”。
確實(shí),在種業(yè)這一傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中,數(shù)字經(jīng)濟(jì)如今正在發(fā)揮巨大的作用。
?“全國十粒種,一粒自北京”。北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局朱西安副局長介紹了北京的種業(yè)創(chuàng)新情況:北京市將農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新納入北京國際科技創(chuàng)新中心建設(shè)范疇,全力打造“種業(yè)之都”,正逐步“推進(jìn)種業(yè)數(shù)字化”,建立“表型+基因型”智能育種技術(shù),加快“精準(zhǔn)育種”步伐,逐步實(shí)現(xiàn)定制設(shè)計(jì)育種。

世界首個水稻全基因組芯片、世界首張西瓜全基因組序列圖譜、全球數(shù)量最大的玉米品種標(biāo)準(zhǔn)DNA指紋庫……一系列數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新成果夯實(shí)了北京種業(yè)之都的科技基礎(chǔ)。
?“北京市平谷區(qū)政府和企業(yè)正在一起共建數(shù)字種業(yè)大數(shù)據(jù)庫,在畜禽種業(yè)上進(jìn)行自動化性狀采集的嘗試,一旦實(shí)現(xiàn),育種工作會實(shí)現(xiàn)指數(shù)級的躍升?!北本┦修r(nóng)業(yè)農(nóng)村局種業(yè)管理處處長王以中舉例說。

“數(shù)字化是種業(yè)科技創(chuàng)新的趨勢?,F(xiàn)階段如何把種質(zhì)資源變成基因資源是非常重要的事情,如何通過數(shù)字技術(shù)進(jìn)一步開發(fā)種質(zhì)的巨大潛能,我們還有很多工作要做?!敝芪谋蛘f。
給“諾亞方舟”插上數(shù)字化支持的翅膀
如今,國家作物種質(zhì)庫在數(shù)字化上已經(jīng)開始了進(jìn)一步的探索。今年2月,國家作物種質(zhì)庫聯(lián)合騰訊公司,共同發(fā)起了“國家作物種質(zhì)庫2.0項(xiàng)目”,由騰訊基金會捐贈2000萬元,用于滿足種質(zhì)的數(shù)字化存儲、計(jì)算、展示、安全等方面的迫切需求,進(jìn)而為全國育種機(jī)構(gòu)和科研人員提供數(shù)字化支持。
通過2.0項(xiàng)目的建設(shè),國家作物種質(zhì)庫的信息化建設(shè)能力將有望得以提升,從而推動助力農(nóng)作物種業(yè)“芯片”創(chuàng)新發(fā)展。
騰訊可持續(xù)社會價值事業(yè)部副總裁趙國臣在論壇上表示,在當(dāng)前信息技術(shù)與傳統(tǒng)育種加速融合的育種新階段,通過利用數(shù)字技術(shù)幫助破解育種科研的痛點(diǎn),加速我國種業(yè)彎道超車,助力打好種業(yè)翻身仗,這正是騰訊SSV堅(jiān)持 “科技助力社會共益”定位,推動騰訊可持續(xù)社會價值創(chuàng)新的使命所在。

在未來,AI技術(shù)能如何幫助育種家?
“關(guān)鍵是搭建橋梁?!彬v訊可持續(xù)社會價值事業(yè)部數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)人張驍表示,目前科技企業(yè)和農(nóng)業(yè)育種領(lǐng)域的互相了解,還有望進(jìn)一步提升,就特別需要架一座橋梁,來把雙方的能力連接在一起。他以人工智能Chat-GPT舉例,雖然是大語言模型,但Chat-GPT在育種領(lǐng)域?qū)莻€特別好的科研助手——能為育種家在統(tǒng)計(jì)學(xué)和數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)工作中,有效減少工作量、提煉規(guī)律。

“作為科技企業(yè),我們特別希望利用技術(shù)的積累和優(yōu)勢,來幫助育種這樣的重要行業(yè)提升效率、創(chuàng)造更多的社會價值?!睆堯敱硎?。