一段时间以来,河南、陕西、黑龙江等地纷纷采取举措,通过深度融合人工智能、大数据与生物技术,努力发展智慧育种。这不仅是技术手段的迭代升级,更是对传统育种模式和产业形态的深刻重塑,对于打好种业翻身仗、夯实粮食安全根基具有重要战略意义。
与传统模式相比,智慧育种呈现出周期短、精度高、成本低的显著优势。依托大模型与大数据,智慧育种能实现高通量功能基因挖掘、育种方案精准生成及后代性状智能预测,推动育种工作从经验判断迈向数智计算。过去培育一个高品质新品种,需常年埋头田间,从成千上万个基因组合中选择,整个过程犹如“拆盲盒”,充满不确定性。如今,人工智能如同一个“超级大脑”,可在田间试验前先预测基因组合后的作物表型,从而精准淘汰低质量的杂交组合,高效筛选优良基因组合。
智慧育种还能够实现从靠天吃饭到“环境智造”的跨越。传统育种高度依赖自然气候,世代周期长。智慧育种则通过精准调控光、温、水、气、肥等环境参数,打破季节与地域限制,既可模拟极端环境以筛选抗逆性强的优质品种,又能实现一年多代的快速繁育。例如,中国农业科学院研发的育种技术,可使水稻、小麦、大豆等多类作物生育期缩短51%至63%,大幅缩短育种周期。
智慧育种驱动育种全产业链向自动化、数智化转型,对我国种业振兴具有重要战略价值。我国研发的智能育种机器人“吉儿”,可精准识别花朵,完成杂交授粉,破解了人工去雄耗时费力、效率低的难题。从田间表型实时采集到品种选育的智能化决策,智慧育种正逐步实现全过程精准感知与自动控制,将助力我国快速培育适应本土生态的优良品种,加快实现重要农产品种源自主可控。
也要看到,作为一项系统性工程,智慧育种当前仍面临数据孤岛、高端智能装备自主化不足、交叉复合型人才匮乏等现实短板。对此,需从数据、技术、人才、产业多维度协同发力。
搭建育种资源共享数据平台。统筹构建全国农业数据网络枢纽,统一表型、基因型数据采集与存储标准,健全跨地域、跨部门的数据共享机制。在建立标准化数据为育种大模型提供“燃料”的同时,也要筑牢农业数据安全屏障,防范关键种质数据泄露与篡改风险。
加快关键核心技术攻坚。瞄准全基因组选择、基因编辑等前沿领域,加大专项研究投入,着力突破制约我国智慧育种发展的“卡脖子”技术。此外,加快高通量作物表型观测设备、智能化育种装备的研制与升级,缩短与国外先进水平的差距,解决数据采集效率低、制繁种装备适用性不强等问题,强化智慧育种的硬件支撑。
健全复合型人才培养机制。鼓励涉农高校设立跨学科专业、加强校企联合培养,突破传统院系培养模式,带动师资灵活配置、课程体系重构、科研资源协同,培育既懂遗传育种规律,又精通人工智能算法和大数据处理的复合型创新人才,为种业振兴筑牢人才基石。
强化产学研用深度融合。推动国家实验室、科研院所与种业龙头企业紧密合作、资源互补,加快形成智慧育种协同创新联盟。通过共建联合实验室、共享育种数据与算力资源,开展关键核心技术联合攻关,打通“基础研究—技术开发—产业应用”链条,让科研与生产紧密结合,提升育种科技成果转化率。