来“数字种质库”，看改变世界的种子

      一粒种子改变一个世界。

      10月28日，腾讯科学WE大会在北京举行。这是科学WE大会继三年线上进行后重回线下，连续举办的第11届。此次大会以“种子”为主题，致敬古往今来播撒种子改变未来的科学探索者。在现场，中国科学院院士、国家作物种质库主任钱前用我国水稻育种的历程和故事，诠释了“种子的力量”。

钱前在腾讯科学WE大会科普育种科技

      “水稻育种经历了驯化选育育种1.0、杂交育种2.0、分子育种3.0和正从理论变为现实的智能设计育种4.0。加快种质资源数字化进程，是智能设计育种的关键途径。”钱前说。

      加快种质资源数字化进程，各界在努力。当天，腾讯发布了与中国农业科学院国家作物种质库共同建造中的腾讯科技馆“数字种质库”，其展示的太空水稻“小薇”从萌发到结实全生命周期的三维影像，让观众惊叹不已。

      这些神奇的场景，未来都能在腾讯科技馆看到。   

      种子的“诺亚方舟”有力支撑育种创新

      如何保障口粮安全，中国水稻科学家用行动给出答案。

      前不久的好消息是，湖南杂交水稻研究中心选育的杂交水稻品种“粒两优8022”，在四川凉山州德昌县百亩高产攻关片的平均亩产1251.5公斤，刷新我国杂交水稻单季亩产最高纪录。

      拉长时间线看，我国常年种植水稻面积占全世界水稻面积的近五分之一，2011年以来，我国稻谷产量连续11年稳定在2亿吨以上。

      水稻稳产增产，离不开良种支撑。我国的水稻育种经历了矮化育种、杂种优势利用和超级稻培育三次飞跃，不仅实现种源基本自给自足，良种覆盖率超过96%，还奠定了水稻育种科研水平国际领先地位。

      “创新育种技术路线是中国超级稻独步全球的核心。”钱前说。

      种质资源则是支撑农业科技原始创新和育种创新的物质基础。钱前介绍道，中国科学家利用不同特性的水稻种质资源，创造了野败型、红莲型、冈型、D型、滇型、印水型、光敏和温敏核雄性不育型等一系列杂交水稻，丰富了杂交水稻的遗传基础。

      在几代人历时40多年的共同努力下，我国建立起当前的作物种质资源保护体系。截至2022年年底，我国收集保存农作物种质资源总量突破54万份，涉及粮、棉、油、果等340种作物及相关的野生近缘植物，共2000多个物种，保护了一大批珍稀濒危资源，每年向科研、育种和生产提供有效利用10余万份，有力地支撑了育种创新。

      高达2.4米的“巨人”水稻、长在我国最南端的“永兴棉”……这些生活中很难见到的奇珍异种，正保存在被誉为种子的“诺亚方舟”和种质资源的“中央银行”的国家作物种质库里。   

      数字化激活种质资源价值

      我国水稻经过多代育种技术创新，正在迈入智能设计育种阶段。目前种业发展的关键在于，要充分利用数字化能力加速提升优异种源创新效率，为此，发掘利用库存种质资源，将种质资源优势进一步转化为育种创新优势，成为国际研究的重点和热点。

      数字技术如何助力育种创新，在农业现代化发展中发挥作用？中国农业科学院作物种质资源中心副主任郭刚刚向记者进一步解释，“要将种质资源优势转化成基因资源优势，需要数字化技术帮助我们从经验选择到精准选择，进而创制出更好的品种。”

      他以从事的青稞育种为例，“包括青稞在内的非主要作物，在多元化食物供给方面发挥着重要作用，但由于发展基础薄弱，品种更新换代比其他主要作物落后2—3代，还有较大提升空间，借助生物技术和信息技术有望实现弯道超车，也能尽快进入智能育种4.0阶段。”

      他介绍，今年2月，国家作物种质库联合腾讯公司，共同发起“种质库2.0项目”，建设和完善数据集成与分析系统，提升作物种质资源鉴定能力条件，为全国育种机构和科研人员提供数字化支持。

      “如果把种质库1.0当作作物种质资源保存和共享的国家图书馆，那么2.0就相当于整合了遗传信息和鉴定表型信息的数字化图书馆，让科研育种团队更迅速地获取背景清晰、性状明确的所需资源。”郭刚刚解释说。他设想中的3.0则是要打造一个知识库，“谁用了某个资源，做了什么研究，发掘出什么基因，育出哪些品种，积累的这些知识信息都能共享。4.0则可能会类似人工智能助手，比方说我想培育出适应相应气候变化的，兼具优质、高产、抗逆、高效等特征的品种，系统能够辅助提供或者评估相关技术方案。”

      对于腾讯等国内领先科技企业助力种业科技创新的行动，他也给予了高度评价，“利用信息化能力助力传统种业行业，帮助解决一些种质资源检测鉴定、共享应用等方面的痛点和卡点，这对我们有很大的助力。”

      “我们要加强生物技术与信息技术融合‘BT+IT’，促进基因型、表型性状鉴定数字化、育种预测智能化，构建机器学习算法模型，实现育种预测智能化，将进一步释放种质资源价值，促进资源优势进一步转化为育种创新优势。”钱前在WE大会上也强调。

      “科技树”在长成

      此次WE大会上发布的腾讯科技馆“数字种质库”也将成为用数字技术充分挖掘利用种质资源的一大助力。该“数字种质库”是与国家作物种质库合作，将各类作物，利用3D建模等技术进行数字化，实现三维动态呈现。“‘数字种质库’为我们利用相关技术，探索实现对作物表型性状的精准采集，以及研究它的生长发育规律、设计和创制更好新品种提供帮助。”郭刚刚认为。

腾讯科技馆“数字种质库”概念海报

      “数字种质库”更长远的价值在于公众科普。

      去年WE大会上，腾讯集团高级副总裁郭凯天宣布，腾讯正在深圳前海总部建造一座永久开放的公益科技馆，并联合顶尖科研机构，运用人工智能和全真互联技术，打造数实融合的“科技树”，系统性呈现人类百年科学的发展脉络及突破性成果。腾讯科技馆将基于“科技树”延伸打造理、工、农、医四大0级学科的常设展厅，为公众提供沉浸体验人类文明科学成果的开放空间。

      “数字种质库”是腾讯继公布打造“科技树”后，公开宣布落地的首个延展科普产品。未来，它将作为腾讯科技馆“农业科学”主题常设展厅的核心展项与公众见面。

      公众可以走进展馆，零距离全息交互式了解我国丰富的作物种类、育种技术，沉浸式感受从一粒种子到成百上千粒种子的全生命周期，关心粮食安全和农业发展。