本刊記者丨李靜 王怡文

端牢中國人自己的飯碗，種業(yè)這塊“芯片”是關(guān)鍵?！胺N業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、漁業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，要把這項工作做精做好。 ”習(xí)近平總書記多次強調(diào)“要加強農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源保護利用， 加快實施生物育種重大項目”。創(chuàng)新求變、攻堅克難、保護培育，如破土而出的種子，智慧育種領(lǐng)域正蓬勃發(fā)展。

跨界融合，讓育種按下“快進鍵”

“以5G 為代表的新一代數(shù)字技術(shù)加速創(chuàng)新， 并日益融入經(jīng)濟社會發(fā)展各個領(lǐng)域，也深刻地影響和塑造著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。 ”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科學(xué)技術(shù)司巡視員竇鵬輝說。種子資源挖掘，糧食作物種業(yè)優(yōu)勢區(qū)物聯(lián)網(wǎng)測控、田間監(jiān)測、智能催芽育秧、基因組選育、遺傳評估等數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，這些都是5G 與種業(yè)交叉融合的成果。

12 月7 日，2023 世界5G 大會分論壇5G 與智慧農(nóng)業(yè)育種論壇在河南鄭州成功召開。本次論壇以“5G 加持生物育種”為主題，邀請了來自農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、科研院校等業(yè)界專家和ICT 領(lǐng)域的企業(yè)代表，旨在交流5G 等技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用，探討目前生物育種面臨難題的解決方案，為加快新一代數(shù)字科技和生物育種技術(shù)深度融合發(fā)展建言獻策，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級發(fā)展。

生物育種是指利用遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、現(xiàn)代生物工程技術(shù)等方法原理培育一系列優(yōu)良性能生物新品種的育種技術(shù)。當(dāng)前，基因編輯、合成生物學(xué)等生物育種技術(shù)已成為全球各國搶占科技制高點和爭搶農(nóng)業(yè)國際競爭力的戰(zhàn)略重點，以信息技術(shù)為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在孕育發(fā)展， 加大關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，加快農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用發(fā)展迫在眉睫。

中國農(nóng)科院生物技術(shù)研究所副所長谷曉峰表示，“通過機器學(xué)習(xí)等人工智能手段可以加速基因組的組裝、全景組學(xué)的整合。智能算法和模型能夠驅(qū)動重要育種價值基因挖掘和功能研究從單個基因向多基因和全基因組層面發(fā)展。另外，種質(zhì)資源是進行品種培育的基礎(chǔ)， 人工智能在預(yù)測和精準(zhǔn)測定優(yōu)異性狀方面發(fā)揮越來越重要的作用。 ”

2023 世界5G 大會分論壇5G 與智慧農(nóng)業(yè)育種論壇現(xiàn)場

從最初的馴化選育到雜交育種，再到分子育種、矮化育種、 雜種優(yōu)勢利用等每一次種業(yè)技術(shù)的重大變革，都使農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量不斷提高。生物技術(shù)與信息技術(shù)（IT）交叉融合的智能設(shè)計育種，利用人工智能、全基因組智能選擇等精準(zhǔn)、 高效改良目標(biāo)性狀和培育出新品種，能夠引領(lǐng)現(xiàn)代種業(yè)向精準(zhǔn)化、高效化、智能化轉(zhuǎn)變升級，對全球生物種業(yè)格局和農(nóng)產(chǎn)品供給產(chǎn)生重大影響。

數(shù)據(jù)資源，為育種提供基礎(chǔ)信息

人工智能時代的三要素為算力、算法和數(shù)據(jù)?！八懔κ茿I 模型的‘發(fā)動機’，算法是AI 模型的‘大腦’，而最核心的還是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是AI 模型的‘汽油’。 ”谷曉峰這樣形象地比喻，“有數(shù)據(jù)，列車才能動起來。 ”

“在國際上，美國、歐洲和日本在20 世紀(jì)就已經(jīng)建立了國家級的生物信息數(shù)據(jù)中心。由于學(xué)界要求，在發(fā)表文章之初，我們必須把數(shù)據(jù)遞交給這三家之一，才能夠獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)編號， 有了數(shù)據(jù)編號才可以放到發(fā)表的文章里面。如此一來，我國數(shù)據(jù)安全，尤其是農(nóng)業(yè)的組學(xué)數(shù)據(jù)安全存在非常大的隱患。 ”中國科學(xué)院北京基因組研究所國家基因組科學(xué)數(shù)據(jù)中心副主任章張介紹。

70 余個生物信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)，39PB 的數(shù)據(jù)匯聚量，支撐了16674 個科研項目，910 個單位機構(gòu)……國家生物信息中心的建立，實現(xiàn)了國產(chǎn)數(shù)據(jù)的自主可控管理，保障了國家數(shù)據(jù)主權(quán)。

生物育種的科學(xué)研究產(chǎn)生了大量數(shù)據(jù)，如何“存好、管好、用好”這些數(shù)據(jù)極為重要。目前，中國科學(xué)院北京基因組研究所已經(jīng)初步建成了“存儲管理—整合挖掘—特色應(yīng)用”的農(nóng)業(yè)多組學(xué)數(shù)據(jù)資源體系。 由以組學(xué)原始數(shù)據(jù)歸檔庫（GSA）、基因組數(shù)據(jù)庫（GWH）等為主的基礎(chǔ)資源庫到以水稻、大豆等為主題的特色專題庫， 再到包含基因組變異與表型關(guān)聯(lián)知識庫（GWAS Atlas）、全轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)研究知識庫（TWAS Atlas）等的綜合知識庫，形成了全鏈條組學(xué)數(shù)據(jù)體系。

在論壇上，先正達生物科技（中國）有限公司（以下簡稱先正達）應(yīng)用遺傳學(xué)和新技術(shù)發(fā)現(xiàn)助理總監(jiān)姚驥分享了先正達在商業(yè)化育種過程中，數(shù)據(jù)驅(qū)動的玉米智能育種實踐。 通過綜合多維度數(shù)據(jù)，包括田間試驗與管理數(shù)據(jù)、基因型數(shù)據(jù)以及市場數(shù)據(jù)，對種質(zhì)資源和品種進行全面評價，最終實現(xiàn)品種提升的智能化決策。 同時他也指出，先正達正在積極建立無人機等智能數(shù)據(jù)收集平臺， 促進田間測試的表型更加精準(zhǔn)，進一步提升育種的預(yù)測準(zhǔn)確度。

華為農(nóng)業(yè)事業(yè)部總監(jiān)車鵬也認(rèn)為需要解決數(shù)據(jù)難采、難傳、難用的三大問題?！拔覀冋{(diào)研了很多的育種企業(yè)， 每一個廠家自己的傳感器能夠打通，但是和別的廠家的傳感器是打不通的。 前不久，中信農(nóng)業(yè)科技股份有限公司聯(lián)合深圳開鴻數(shù)字產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司、華為技術(shù)有限公司共同發(fā)布國內(nèi)首個農(nóng)業(yè)自主可控的農(nóng)業(yè)開源鴻蒙操作系統(tǒng)，改變以前‘七國八制’的局面，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)及傳輸模式。 ”

平臺搭建，對育種進行統(tǒng)籌監(jiān)管

“‘金種子育種平臺’的核心是以提高育種效率為目標(biāo)，把大數(shù)據(jù)包括一些數(shù)學(xué)模型的分析方法集成進來，以達到服務(wù)育種科學(xué)家的目的。 目前這個平臺實行材料管理、試驗規(guī)劃、數(shù)據(jù)采集、分析決策、系代追溯等全過程信息化管理，而且根據(jù)不同的需要，模塊能夠?qū)崿F(xiàn)自動化配置。 ”中國工程院院士、國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心主任趙春江說。

田間軌道式高通量表型獲取平臺通過搭載可見光相機、多光譜相機、各種傳感器等十多種監(jiān)測儀器，實時采集數(shù)據(jù)?；诤Ａ繑?shù)據(jù)，再通過軟件和算法有效幫助作物種質(zhì)資源學(xué)家篩選新材料，為選出最終新品種作貢獻。

近5 年品種登記情況、品種試區(qū)情況、國重品種分布等匯集的數(shù)據(jù)都在中國種業(yè)大數(shù)據(jù)平臺上展示出來。 這是“金種子育種平臺”的另外一個功能，按照全國統(tǒng)一品種一個名稱、一個指紋、一個標(biāo)準(zhǔn)樣、一套數(shù)據(jù)的模式來進行構(gòu)建。 平臺數(shù)據(jù)的匯集為生物育種重大項目提供了靶向數(shù)據(jù)支持， 數(shù)據(jù)的高精準(zhǔn)度、強科學(xué)性為今后育種分析決策提供了數(shù)據(jù)參考，助推生物育種建設(shè)，促進種業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

論壇上，阿里巴巴達摩院基因智能負(fù)責(zé)人顧斐分享了阿里巴巴達摩院在智慧育種平臺建設(shè)方面的進展。他介紹道，智慧育種平臺主要目的是利用BT+IT+AI 的能力賦能育種行業(yè)。 平臺包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、測序數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計分析、大數(shù)據(jù)和AI 四部分。 智慧育種平臺構(gòu)建了一個手機端采集的模塊，能夠在田間通過掃二維碼的方式錄入表型性狀等系列數(shù)據(jù)，在平臺里面進行系列分析，5G 在這方面提供了很大的幫助?！霸谄h的地點接入5G 信號， 能夠在田間任何位置將這些數(shù)據(jù)快速地錄入，并且傳輸?shù)街行姆?wù)器，這樣能夠極大提高育種家采集數(shù)據(jù)的效率。 ”顧斐介紹道。

經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)， 由科學(xué)技術(shù)部和河南省人民政府共同主辦，河南省科學(xué)技術(shù)廳、鄭州市人民政府、未來移動通信論壇聯(lián)合承辦的2023 世界5G 大會，在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、文化和旅游部等行業(yè)主管部門的聯(lián)合支持下， 國內(nèi)外行業(yè)組織、協(xié)會、聯(lián)盟共同協(xié)助下，在各界熱情參與和共同努力下成功舉辦各項會議、展覽，于12 月7 日圓滿落幕。

大會期間，來自國際組織、國內(nèi)外行業(yè)協(xié)會、院士專家學(xué)者、知名企業(yè)、科研院所等嘉賓，圍繞“5G 變革 共繪未來”這一主題，深入交流、凝聚共識、同謀發(fā)展，使得本屆大會成為引領(lǐng)發(fā)展的平臺和開放合作的平臺，并取得了豐碩的成果。 同時，大會加強產(chǎn)業(yè)融合，促進5G 融入高質(zhì)量發(fā)展，聚焦制造、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等行業(yè)，從5G 科技合作、行業(yè)應(yīng)用與創(chuàng)新等多視角、多維度開展研討，激發(fā)了新思路、新理念、新觀點。