一粒種子改變一個世界。
10月28日,騰訊科學WE大會在北京舉行。這是科學WE大會繼三年線上進行后重回線下,連續舉辦的第11屆。此次大會以“種子”為主題,致敬古往今來播撒種子改變未來的科學探索者。在現場,中國科學院院士、國家作物種質庫主任錢前用我國水稻育種的歷程和故事,詮釋了“種子的力量”。
錢前在騰訊科學WE大會科普育種科技。
“水稻育種經歷了馴化選育育種1.0、雜交育種2.0、分子育種3.0和正從理論變為現實的智能設計育種4.0。加快種質資源數字化進程,是智能設計育種的關鍵途徑?!卞X前說。
加快種質資源數字化進程,各界在努力。當天,騰訊發布了與中國農業科學院國家作物種質庫共同建造中的騰訊科技館“數字種質庫”,其展示的太空水稻“小薇”從萌發到結實全生命周期的三維影像,讓觀眾驚嘆不已。
這些神奇的場景,未來都能在騰訊科技館看到。
種子的“諾亞方舟”有力支撐育種創新
如何保障口糧安全,中國水稻科學家用行動給出答案。
前不久的好消息是,湖南雜交水稻研究中心選育的雜交水稻品種“粒兩優8022”,在四川涼山州德昌縣百畝高產攻關片的平均畝產1251.5公斤,刷新我國雜交水稻單季畝產最高紀錄。
拉長時間線看,我國常年種植水稻面積占全世界水稻面積的近五分之一,2011年以來,我國稻谷產量連續11年穩定在2億噸以上。
水稻穩產增產,離不開良種支撐。我國的水稻育種經歷了矮化育種、雜種優勢利用和超級稻培育三次飛躍,不僅實現種源基本自給自足,良種覆蓋率超過96%,還奠定了水稻育種科研水平國際領先地位。
“創新育種技術路線是中國超級稻獨步全球的核心?!卞X前說。
種質資源則是支撐農業科技原始創新和育種創新的物質基礎。錢前介紹道,中國科學家利用不同特性的水稻種質資源,創造了野敗型、紅蓮型、岡型、D型、滇型、印水型、光敏和溫敏核雄性不育型等一系列雜交水稻,豐富了雜交水稻的遺傳基礎。
在幾代人歷時40多年的共同努力下,我國建立起當前的作物種質資源保護體系。截至2022年年底,我國收集保存農作物種質資源總量突破54萬份,涉及糧、棉、油、果等340種作物及相關的野生近緣植物,共2000多個物種,保護了一大批珍稀瀕危資源,每年向科研、育種和生產提供有效利用10余萬份,有力地支撐了育種創新。
高達2.4米的“巨人”水稻、長在我國最南端的“永興棉”……這些生活中很難見到的奇珍異種,正保存在被譽為種子的“諾亞方舟”和種質資源的“中央銀行”的國家作物種質庫里。
數字化激活種質資源價值
我國水稻經過多代育種技術創新,正在邁入智能設計育種階段。目前種業發展的關鍵在于,要充分利用數字化能力加速提升優異種源創新效率,為此,發掘利用庫存種質資源,將種質資源優勢進一步轉化為育種創新優勢,成為國際研究的重點和熱點。
數字技術如何助力育種創新,在農業現代化發展中發揮作用?中國農業科學院作物種質資源中心副主任郭剛剛向記者進一步解釋,“要將種質資源優勢轉化成基因資源優勢,需要數字化技術幫助我們從經驗選擇到精準選擇,進而創制出更好的品種?!?/p>
他以從事的青稞育種為例,“包括青稞在內的非主要作物,在多元化食物供給方面發揮著重要作用,但由于發展基礎薄弱,品種更新換代比其他主要作物落后2—3代,還有較大提升空間,借助生物技術和信息技術有望實現彎道超車,也能盡快進入智能育種4.0階段?!?/p>
他介紹,今年2月,國家作物種質庫聯合騰訊公司,共同發起“種質庫2.0項目”,建設和完善數據集成與分析系統,提升作物種質資源鑒定能力條件,為全國育種機構和科研人員提供數字化支持。
“如果把種質庫1.0當作作物種質資源保存和共享的國家圖書館,那么2.0就相當于整合了遺傳信息和鑒定表型信息的數字化圖書館,讓科研育種團隊更迅速地獲取背景清晰、性狀明確的所需資源?!惫鶆倓偨忉屨f。他設想中的3.0則是要打造一個知識庫,“誰用了某個資源,做了什么研究,發掘出什么基因,育出哪些品種,積累的這些知識信息都能共享。4.0則可能會類似人工智能助手,比方說我想培育出適應相應氣候變化的,兼具優質、高產、抗逆、高效等特征的品種,系統能夠輔助提供或者評估相關技術方案?!?/p>
對于騰訊等國內領先科技企業助力種業科技創新的行動,他也給予了高度評價,“利用信息化能力助力傳統種業行業,幫助解決一些種質資源檢測鑒定、共享應用等方面的痛點和卡點,這對我們有很大的助力?!?/p>
“我們要加強生物技術與信息技術融合‘BT+IT’,促進基因型、表型性狀鑒定數字化、育種預測智能化,構建機器學習算法模型,實現育種預測智能化,將進一步釋放種質資源價值,促進資源優勢進一步轉化為育種創新優勢。”錢前在WE大會上也強調。
“科技樹”在長成
此次WE大會上發布的騰訊科技館“數字種質庫”也將成為用數字技術充分挖掘利用種質資源的一大助力。該“數字種質庫”是與國家作物種質庫合作,將各類作物,利用3D建模等技術進行數字化,實現三維動態呈現。“‘數字種質庫’為我們利用相關技術,探索實現對作物表型性狀的精準采集,以及研究它的生長發育規律、設計和創制更好新品種提供幫助?!惫鶆倓傉J為。
騰訊科技館“數字種質庫”概念海報
“數字種質庫”更長遠的價值在于公眾科普。
去年WE大會上,騰訊集團高級副總裁郭凱天宣布,騰訊正在深圳前??偛拷ㄔ煲蛔谰瞄_放的公益科技館,并聯合頂尖科研機構,運用人工智能和全真互聯技術,打造數實融合的“科技樹”,系統性呈現人類百年科學的發展脈絡及突破性成果。騰訊科技館將基于“科技樹”延伸打造理、工、農、醫四大0級學科的常設展廳,為公眾提供沉浸體驗人類文明科學成果的開放空間。
“數字種質庫”是騰訊繼公布打造“科技樹”后,公開宣布落地的首個延展科普產品。未來,它將作為騰訊科技館“農業科學”主題常設展廳的核心展項與公眾見面。
公眾可以走進展館,零距離全息交互式了解我國豐富的作物種類、育種技術,沉浸式感受從一粒種子到成百上千粒種子的全生命周期,關心糧食安全和農業發展。