育種4.0時代離我們有多遠
你了解育種4.0嗎？2023中原農谷國際種業大會聚焦這一種業前沿科技和理念，專門設置了“育種4.0青年專家論壇”，仿佛一道光，映射種業振興即將進入新時代。
“種業發展目前可以分為四個階段，1.0時代是農家育種，2.0時代是雜交育種，3.0時代是分子育種，4.0時代是‘生物技術+信息技術+人工智能+大數據應用’育種。”中國工程院院士、省農科院院長張新友在作大會主旨報告時表示。進入育種4.0時代，將實現轉基因與全基因組選擇、基因組編輯、合成生物學技術、信息技術、人工智能技術的有機融合，同時衍生出大幅提高育種效率的各種新技術、新方法。
經過多年發展，我國種業科技水平穩步提升，種業創新取得一系列重要進展。“從育種技術看，發達國家已進入種業4.0時代，我國尚處于以雜交選育和分子技術輔助選育為主的2.0到3.0階段。”張新友坦言。
那么，在作物種質資源創新與利用、作物基因挖掘與機理解析、作物分子設計與生物育種、作物基因編輯、大數據、組學分析與生物信息學等前沿領域，我國的育種技術和科研成果究竟如何？
11月9日晚，“育種4.0青年專家論壇”環節，來自全國不同地區的科研單位和高校青年專家開啟對話，碰撞科技火花，積蓄創新動能。
“從剛出殼的小雞身上采一滴血或拔一根羽毛，利用該系列芯片檢測它的基因組信息，就可以快速鑒定、識別它的品種，并評估它的遺傳多樣性，進而為地方品種制定個性化的保種方案，同時結合基因組育種技術，能夠實現新品種快速、高效、低成本培育。”河南農業大學教授李轉見介紹了其所在團隊的研究成果——適用于我國地方雞基因組系列液相芯片“神農1號”。
“長期以來，我國缺乏自主知識產權的基因編輯底盤核酸酶，農業基因編輯產業面臨‘卡脖子’風險。”中國農業大學申曉蒙博士介紹，其所在團隊挖掘出具有自主知識產權的底盤核酸酶Cas12i和Cas12j打破了這一現狀。
申曉蒙用一組數據介紹了自主開發挖掘底盤核酸酶的流程：“8年持續研發投入、15TB宏基因組數據、18萬微生物基因組、650萬Cas蛋白質、370個蛋白質篩選。”Cas12i和Cas12j都能在主要農業動植物中具有編輯活性，達到產業化的基本需求，優化后編輯效率達到國際先進水平。
目前，已有相關企業利用Cas12i培育出基因編輯的高油酸大豆，2023年獲得生產應用安全證書，是我國第一個獲批安全證書的農業基因編輯產品。
育種4.0時代的到來，還需要利用現代信息技術，開展育種數字化服務，讓育種產業鏈條更加完善。
“當前我國智慧育種行業信息化程度低，現有傳統育種信息化方案在規模、性能、成本以及擴展性方面存在不足，難以滿足智慧育種計算需求。”阿里云智能集團數字農業總監許建莊表示。
依托AI中臺，利用數據塊存儲、AI智能算法等技術，建立從“種質到品種”的全流程數字化管理，幫助育種專家沉淀育種數據，提高育種效率。阿里云打造智慧育種平臺，并聯合中國農科院作物所建立了目前國內智慧育種分析領域最全的數據分析模型。
“聚焦種業產業數字化轉型升級，要通過以智算中心為載體，以人工智能、大數據為核心能力支撐，探索高效育種的數字化轉型模式，降本提效，助力育種行業實現彎道超車，實現種子安全、種業振興。”許建莊表示。
