8月19日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所(簡稱“作科所“)成功召開第一屆玉米單倍體工程化育種研討會,會議主題是“科企協(xié)同共創(chuàng)玉米種業(yè)研發(fā)新模式”。來自全國20余家科研單位和30余家國內(nèi)頂尖種業(yè)公司的100余位專家參加了本次會議,共同圍繞玉米雙單倍體(DH)技術(shù)和全基因組選擇(GS)技術(shù)的有機(jī)整合和高效育種研發(fā)體系的構(gòu)建進(jìn)行了研討。
據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所所長、國家玉米產(chǎn)業(yè)體系首席李新海研究員介紹,玉米是我國第一大作物,占糧食總產(chǎn)的40%,是國家糧食安全和農(nóng)產(chǎn)品有效供給的重要基礎(chǔ)。但是我國玉米品種的研發(fā)能力與國際種業(yè)公司相比還有較大的差距,要通過技術(shù)融合驅(qū)動(dòng)構(gòu)建高效技術(shù)體系,重點(diǎn)開展機(jī)械化、綠色化和專用化三類種質(zhì)創(chuàng)新,支撐重大品種培育,掌握玉米種業(yè)話語權(quán),提高品種自給率,保障國家糧食安全。
與會專家一致認(rèn)為,DH和GS技術(shù)是當(dāng)前玉米育種中的關(guān)鍵核心技術(shù),也是構(gòu)建高效育種技術(shù)體系的重要支撐。目前全國年生產(chǎn)玉米DH系數(shù)量已經(jīng)超過100萬,如何快速進(jìn)行DH系的評價(jià)、篩選和品種組配已經(jīng)成為玉米育種的一大挑戰(zhàn)和痛點(diǎn)。將兩大關(guān)鍵核心技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合是當(dāng)前玉米育種的迫切需求,也是縮小我國種業(yè)研發(fā)能力與國際種業(yè)公司差距的重要途徑。隨著國產(chǎn)靶向測序-液相芯片技術(shù)的發(fā)展,低成本、高通量、靈活的分子標(biāo)記檢測體系已經(jīng)逐步取代跨國公司壟斷的成本高、靈活性差的固相芯片技術(shù),使DH+GS技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。
多位企業(yè)家和科學(xué)家交流了GS技術(shù)在DH系評價(jià)中的難點(diǎn),包括如何獲得高質(zhì)量低成本的基因型信息,如何構(gòu)建預(yù)測模型,如何利用環(huán)境信息,如何設(shè)計(jì)育種群體等育種中的關(guān)鍵問題。會議指出,數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化,包括芯片數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化,表型數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化等,是提高育種效率的重要內(nèi)容,也是協(xié)作共享的前提。從該研討會獲悉,作科所多個(gè)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過聯(lián)合攻關(guān),已經(jīng)成功研發(fā)了一款適合玉米育種應(yīng)用的高通量低成本液相芯片(3K和20K),非常適合于種業(yè)公司開展DH系的高通量評價(jià)。同時(shí)作科所大數(shù)據(jù)智能設(shè)計(jì)育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在統(tǒng)計(jì)算法上也有了新的突破,其開發(fā)的DNNGP模型可結(jié)合多組學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對作物復(fù)雜性狀多維度的精準(zhǔn)預(yù)測。作科所遺傳育種中心副主任,也是本次會議的召集人之一黎亮研究員在研討會中發(fā)出了“3萬+30萬“的共享號召,即通過各科研單位和企業(yè)共享3萬個(gè)自交系的20K芯片信息以及30萬個(gè)DH系的3K芯片信息,在此基礎(chǔ)上融合表型信息,利用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)構(gòu)建大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動(dòng)的智能育種技術(shù)體系,從而推動(dòng)我國玉米育種從傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)育種向智能育種的轉(zhuǎn)變。該倡議受到與會專家的高度認(rèn)同和積極響應(yīng)。
作科所所長周文彬在講話中指出,企業(yè)正在成為品種培育的主體,也是打好種業(yè)翻身仗的重要力量。作科所高度重視科企合作,大力倡導(dǎo)協(xié)作共享。以本次研討會為契機(jī),作科所將以關(guān)鍵核心技術(shù)為抓手,技術(shù)集成構(gòu)建高效的智能育種支撐平臺,建立技術(shù)協(xié)作聯(lián)盟,構(gòu)建新型科企合作新模式,從而賦能我國種業(yè)企業(yè)的研發(fā)能力提升,助力重大品種培育和保障國家糧食安全。