科技日報記者 王怡

“大數(shù)據(jù)技術(shù)將全面滲透生物育種全過程，人工智能將成為組學(xué)信息解析新工具。”12月7日，在2023世界5G大會“5G與智慧農(nóng)業(yè)育種論壇”上，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表示。 

此次論壇以“5G加持生物育種”為主題，在河南省鄭州市召開。論壇邀請業(yè)界專家、學(xué)者以及相關(guān)人士就IT驅(qū)動的生物育種發(fā)展、數(shù)字育種技術(shù)研究及應(yīng)用、農(nóng)業(yè)組學(xué)數(shù)據(jù)匯聚和挖掘利用等話題進(jìn)行交流。

當(dāng)前，以5G為代表的新一代數(shù)字技術(shù)加速創(chuàng)新，日益融入經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展各個領(lǐng)域，深刻地影響和塑造著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方式。對此，趙春江說，智慧農(nóng)業(yè)對重塑農(nóng)業(yè)發(fā)展，特別是確保現(xiàn)代農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、新一代人工智能自主系統(tǒng)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)中不斷創(chuàng)新，形成了很多嶄新的應(yīng)用場景。

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的芯片——生物育種，是保障國家糧食安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性的核心產(chǎn)業(yè)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，種業(yè)振興離不開5G等新技術(shù)的加持，而智能化的裝備將廣泛應(yīng)用于智能育種，沒有裝備、只靠人來育種是不可能的。

“目前國際上很多大的育種公司都擁有自己的商業(yè)育種軟件，并且是保密的。因此，我們開發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)育種軟件十分必要。比如，一款加拿大的育種軟件主要是做數(shù)據(jù)管理的，早期購買時大概花了100萬元，此后每增加一個模塊，就要增加10萬元，每年還要向其交服務(wù)運營費用?！壁w春江認(rèn)為，從長遠(yuǎn)看，大數(shù)據(jù)技術(shù)將全面滲透于生物育種過程，另外，人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)將成為多組學(xué)信息解析新工具。 

趙春江進(jìn)一步說，在生物育種領(lǐng)域，應(yīng)用人工智能可以系統(tǒng)揭示動植物全基因與遺傳變異，精準(zhǔn)預(yù)測動植物表型形成規(guī)律與分子調(diào)控機(jī)制，為分子設(shè)計育種提供更加先進(jìn)的統(tǒng)計分析工具與解析方法，全面提升生物育種的精準(zhǔn)性。

“目前從育種角度來看，實驗設(shè)計數(shù)據(jù)的分析成本占分子育種成本比重逐漸增加，將成為第一大成本。如果沒有合適的多組學(xué)信息解析工作，會拉長生物育種的整個周期?！壁w春江說，現(xiàn)在他正和團(tuán)隊開發(fā)一個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的分子育種集成的信息平臺。

生物育種離不開海量基因數(shù)據(jù)，做好這些數(shù)據(jù)的存儲尤為關(guān)鍵。論壇上，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了該機(jī)構(gòu)助力農(nóng)業(yè)組學(xué)數(shù)據(jù)深度融合、加速種質(zhì)創(chuàng)新的具體工作。針對我國基因組學(xué)數(shù)據(jù)“存管用”的實際需求，科技部、財政部共同支持組建國家基因組科學(xué)數(shù)據(jù)中心。該中心圍繞人、動物、植物、微生物基因組數(shù)據(jù)，重點開展了數(shù)據(jù)資源及數(shù)據(jù)庫體系建設(shè)，并開展了數(shù)據(jù)服務(wù)、系統(tǒng)運維、技術(shù)研發(fā)、數(shù)據(jù)挖掘等系列工作。

章張介紹，截至2023年11月，組學(xué)原始數(shù)據(jù)歸檔庫完成主要農(nóng)業(yè)物種約1334個項目，包含118624個生物學(xué)樣本，涵蓋小麥、玉米、水稻、大豆等7大作物物種，積累原始測序數(shù)據(jù)量1057.62TB，為保障我國糧食安全發(fā)揮了重要作用。