仲夏時(shí)節,廣東省河源、梅州、江門(mén)等地的水稻進(jìn)入抽穗期,這里大面積種植名為“華航香銀針”的水稻,因為產(chǎn)量高、口感好,還能抗病,已成為當地米業(yè)企業(yè)主打品種,帶動(dòng)了農民增收致富。
種子是農業(yè)的基礎。由華南農業(yè)大學(xué)國家植物航天育種工程技術(shù)研究中心育成的“華航香銀針”水稻新品種,成功實(shí)現了產(chǎn)業(yè)化推廣。由于達到720公斤/畝的產(chǎn)量指標要求,被農業(yè)農村部認定為2025年超級稻品種。
華南農業(yè)大學(xué)積極探索應用大數據、人工智能等技術(shù)加速育種創(chuàng )新,“華航香銀針”就是創(chuàng )新成果之一。華南農大與企業(yè)合作打造了高通量生物數據分析處理平臺,推動(dòng)育種科研從“經(jīng)驗范式”向“數據范式”轉變。
傳統育種主要通過(guò)多樣品種雜交,提供遺傳多樣性,篩選出更優(yōu)良的品種。傳統育種過(guò)程中的親本選擇,需要依據性狀選擇,雜交后代培育與表型觀(guān)察都需要大量田間勞作且產(chǎn)量性狀選擇周期長(cháng)。
在A(yíng)I與大數據驅動(dòng)的現代育種流程中,高通量生物數據分析處理平臺如同精密運轉的“生物計算機”,水稻育種被重構為幾個(gè)精準可控的“數字環(huán)節”。比如,通過(guò)對種質(zhì)資源鑒定與基因定位,找到優(yōu)質(zhì)種子基因;通過(guò)AI算法設計智能育種方案,減少田間試驗成本等。
華南農業(yè)大學(xué)農學(xué)院院長(cháng)儲成才說(shuō):“通過(guò)有目的設計優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗病基因的育種方案,最終選育出‘華航香銀針’這樣綜合性狀優(yōu)良的超級稻品種?!?/p>
從“看見(jiàn)之后再選擇”到“先預測再驗證”,使育種變?yōu)椤翱捎嬎愕目茖W(xué)”,極大提高了育種效率和精準度:傳統水稻育種平均需8—10年育成新品種,而華南農業(yè)大學(xué)團隊利用智慧育種方式,將育種周期壓縮至3—5年?!叭A航香銀針”的育種周期僅為4年。
現代育種過(guò)程中涉及的數據處理與管理等環(huán)節,都需要準確地對海量數據進(jìn)行處理和分析。
“高通量生物數據分析處理平臺,在現代育種過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)‘數字引擎’的作用,可以幫助科學(xué)家彌合傳統經(jīng)驗育種與智慧育種間的鴻溝,大大加速生物育種進(jìn)程,提高科研工作效率?!眱Τ刹耪f(shuō)。