育种4.0时代离我们有多远？

      你了解育种4.0吗？2023中原农谷国际种业大会聚焦这一种业前沿科技和理念，专门设置了“育种4.0青年专家论坛”，映射种业振兴即将进入新时代。

      

      “种业发展目前可以分为四个阶段，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，4.0时代是‘生物技术+信息技术+人工智能+大数据应用’育种。”中国工程院院士、省农科院院长张新友在作大会主旨报告时表示。进入育种4.0时代，将实现转基因与全基因组选择、基因组编辑、合成生物学技术、信息技术、人工智能技术的有机融合，同时衍生出大幅提高育种效率的各种新技术、新方法。

      

      经过多年发展，我国种业科技水平稳步提升，种业创新取得一系列重要进展。“从育种技术看，发达国家已进入种业4.0时代，我国尚处于以杂交选育和分子技术辅助选育为主的2.0到3.0阶段。”张新友坦言。

      

      那么，在作物种质资源创新与利用、作物基因挖掘与机理解析、作物分子设计与生物育种、作物基因编辑、大数据、组学分析与生物信息学等前沿领域，我国的育种技术和科研成果究竟如何？

      

      11月9日晚，“育种4.0青年专家论坛”环节，来自全国不同地区的科研单位和高校青年专家开启对话，碰撞科技火花，积蓄创新动能。

      

      “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——适用于我国地方鸡基因组系列液相芯片“神农1号”。

      

      “长期以来，我国缺乏自主知识产权的基因编辑底盘核酸酶，农业基因编辑产业面临‘卡脖子’风险。”中国农业大学申晓蒙博士介绍，其所在团队挖掘出具有自主知识产权的底盘核酸酶Cas12i和Cas12j打破了这一现状。

      

      申晓蒙用一组数据介绍了自主开发挖掘底盘核酸酶的流程：“8年持续研发投入、15TB宏基因组数据、18万微生物基因组、650万Cas蛋白质、370个蛋白质筛选。”Cas12i和Cas12j都能在主要农业动植物中具有编辑活性，达到产业化的基本需求，优化后编辑效率达到国际先进水平。

      

      目前，已有相关企业利用Cas12i培育出基因编辑的高油酸大豆，2023年获得生产应用安全证书，是我国第一个获批安全证书的农业基因编辑产品。

      

      育种4.0时代的到来，还需要利用现代信息技术，开展育种数字化服务，让育种产业链条更加完善。

      

      “当前我国智慧育种行业信息化程度低，现有传统育种信息化方案在规模、性能、成本以及扩展性方面存在不足，难以满足智慧育种计算需求。”阿里云智能集团数字农业总监许建庄表示。

      

      依托AI中台，利用数据块存储、AI智能算法等技术，建立从“种质到品种”的全流程数字化管理，帮助育种专家沉淀育种数据，提高育种效率。阿里云打造智慧育种平台，并联合中国农科院作物所建立了目前国内智慧育种分析领域最全的数据分析模型。

      

      “聚焦种业产业数字化转型升级，要通过以智算中心为载体，以人工智能、大数据为核心能力支撑，探索高效育种的数字化转型模式，降本提效，助力育种行业实现弯道超车，实现种子安全、种业振兴。”许建庄表示。