创新农业“芯片”助力种业振兴

聚焦“种业振兴”,聚拢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,该论坛由全球数字经济大会组委会主办,中国农业科学院作物科学研究所、腾讯可持续社会价值事业部(SSV)、北京为村互联网科技研究中心、北京东昇农业技术开发(集团)有限公司承办。

与会嘉宾认为,在当前面向数字技术与生物技术深度融合的育种4.0新阶段,召开本次论坛恰逢其时,既是数字经济和种业产业的一次思想碰撞,也是北京“种业之都”和数字经济创新高地的一次深度融合。

科技创新是种业发展的关键

种子是农业的“芯片”。党的十八大以来,习近平总书记多次作出重要指示,强调“只有用自己的手攥紧中国种子,才能端稳中国饭碗,才能实现粮食安全”,为种业改革发展指明方向。而种业科技创新,则是种业发展的关键。

“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。”7月5日,全国人大常委、中国科学院院士钱前在论坛上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“聚优去劣”,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。

钱前院士介绍,发掘利用库存种质资源已成为国际竞争焦点,智能育种4.0阶段是利用生物技术和数字技术可以进行基因编辑的智能育种阶段,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。

“我国是种质资源大国,如何将其转化成基因资源,需要数字化技术帮助我们从随机选择到精准选择,才能选出好的品种。我们希望能和腾讯这样对智慧育种感兴趣的科技企业合作,来实现数字化的模型。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。”钱前院士说。

在论坛上,中国农科院作物科学所所长周文彬介绍了最新的研究进展: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。

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。

数字化是种业科技创新的国际趋势

“对育种家来说,数字技术可以加速育种过程。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。”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认为。

德国莱布尼茨植物遗传与作物研究所(IPK)育种研究部主任JochenC.Reif,在论坛上介绍了国外利用数字技术的经验:他们团队将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,发现随着训练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,由此他认为,“利用大数据进行作物育种和研究具有高可行性和巨大的潜力”。

确实,在种业这一传统产业中,数字经济如今正在发挥巨大的作用。

“全国十粒种,一粒自北京”。北京市经济和信息化局朱西安副局长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。

“数字化是种业科技创新的趋势。现阶段如何把种质资源变成基因资源是非常重要的事情,如何通过数字技术进一步开发种质的巨大潜能,我们还有很多工作要做。”周文彬说。

给“诺亚方舟”插上数字化支持的翅膀

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,就特别需要架一座桥梁,来把双方的能力连接在一起。他以人工智能Chat-GPT举例,虽然是大语言模型,但Chat-GPT在育种领域将会是个特别好的科研助手——能为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,我们特别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。

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1.育种4.0时代离我们有多远(关注2023中原农谷国际种业大会)“从刚出壳的小鸡身上采一滴血或拔一根羽毛,利用该系列芯片检测它的基因组信息,就可以快速鉴定、识别它的品种,并评估它的遗传多样性,进而为地方品种制定个性化的保种方案,同时结合基因组育种技术,能够实现新品种快速、高效、低成本培育。”河南农业大学教授李转见介绍了其所在团队的研究成果——适用于我国地方鸡https://baijiahao.baidu.com/s?id=1782228889440196937&wfr=spider&for=pc
2.国科报告厅育种3.0向4.0过渡面临的问题与机遇我们概述了植物育种已经实现或可能很快实现的4个时期,一流的育种项目当前处于育种3.0时期。在那里,廉价的全基因组数据加上强大的算法,使我们能够开始根据预测的表现型而不是实测的表现型开展育种。从目前的育种3.0实践转向育种4.0,我们重点关注三个必须回答https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzU2NzI1NjkzNw==&mid=2247620503&idx=3&sn=ab471cc1a3341354aaecf9577b85c042&chksm=fd266ea868f02ca41700776fa313ace857c9f2bba369f3848eb3d6e3858b1bd839eec85a5c9b&scene=27
3.农业观察数字化育种管理系统对推进育种4.0的效应研究近年来,全球种业发展进入空前密集创新和产业变革时期,生物育种正迎来以全基因组选择、基因编辑、合成生物学等新型生物技术与图像识别、机器学习等信息技术融合的育种4.0时代。 世界种业发展经历了4个阶段:1.0时代是农家育种;2.0时代是杂交育种;3.0时代是分子育种,包括分子标记、转基因育种等;4.0时代是“生物技术+大数据技https://www.ntv.cn/zxhArticle.shtml?id=131304
4.亿欧智库发布《2022年中国农业分子育种行业发展白皮书》基因分型是分子育种技术产业应用的基础和关键,随着基因测序成本下降与数据分析自动化,中国分子育种产业应用的基础得以逐渐夯实,并推动分子育种产业应用逐渐开展和推广。 逐步迈向“农业4.0阶段”,行业未来发展关键词 面向未来,白皮书从技术研发、平台建设、体系分工等多方面对产业发展提出了行业建议,希望能够进一步推动中国分https://www.iyiou.com/analysis/202210271037208
5.农业4.0:智能科技引领下的现代农业转型与发展农业4.0作为现代农业的最新发展阶段,标志着农业?产?式的次深刻变?。它依托于物联?、?数据、云计算、智能等现代信息技术,不仅实现了农业?产全过程的智能化、精准化、?动化和可追溯化,还极?地提升了农业?产效率与资源利?效率,推动了农业向?效、绿?、可持续?向发展https://www.meipian.cn/56bqmxfi
6.2024年现代农作物商业化育种新技术培训班为贯彻落实党的二十届三中全会精神,学习、交流《种业振兴行动方案》实施三年来的成果,加快培育种业发展新质生产力,构建现代农作物商业化育种体系,提升我国种业科技创新能力,在农业农村部种业管理司的指导下,南京农业大学将于2024年10月26-30日在南京举办现代农作物商业化育种新技术培训班。 https://nx.njau.edu.cn/info/1112/10171.htm
7.玉米育种的历史与未来(修改版)那么以后育种真的就是大数据育种,未来育种就是田间管理(栽培、植保、机械)+数据获取(表型和基因型等大数据、人工智能、5G)+数据处理(数学家,算法、人工智能)。4.0时代数据信息将成为一个种业公司最重要的资产和竞争力。 面对育种4.0的到来,应该做哪些准备? http://tsnks.com/Home/Detail?row=51905
8.盖钧镒院士:种业4.0时代要推进三个结合南方+9月23日,第二十届全国种子信息交流与产品交易会“2023中国智能育种技术创新”院士论坛在安徽合肥举行。会上,中国工程院院士、南京农业大学盖钧镒作《种业4.0与种业科技》报告,为中国种业未来发展提供参考方向。 从盖钧镒院士的报告看,中国种业未来的发展,要实现三个结合。一是经典育种与生物育种相结合,二是种业与机械、https://static.nfapp.southcn.com/content/202309/24/c8134802.html
9.育种5.0:人工智能驱动的植物育种革命在过去的几十年里,植物育种取得了巨大的进步,从传统的性状性能选择向基因型选择的精准革命(育种3.0)演进,并进一步向遗传信息整合和编辑的育种革命(育种4.0)发展。育种4.0标志着遗传信息整合和编辑技术的广泛应用,为育种工作带来了新的可能性和机遇。另一方面,育种 5.0 涉及基因组选择、高通量表型分析和数据分析等先进技https://blog.csdn.net/weixin_41066021/article/details/140970608
10.2023中原农谷国际种业大会成功举办河南省农业科学院作为主要承办单位,国家生物育种产业创新中心、神农种业实验室作为主要协办单位,组织举办了主论坛“神农种业国际论坛”,分论坛“育种4.0青年科学家论坛”,以及现场参观活动。“神农种业国际论坛” 由国际玉米小麦改良中心研究员徐云碧、河南农业大学党委书记李成伟主持,邀请了荷兰皇家科学与人文学会院士Richardhttps://www.hnagri.org.cn/article-106554.html