2023 世界5G 大會聚焦生物育種跨界創新實現種子“芯”愿

本刊記者丨李靜 王怡文

端牢中國人自己的飯碗，種業這塊“芯片”是關鍵?！胺N業是現代農業、漁業發展的基礎，要把這項工作做精做好。 ”習近平總書記多次強調“要加強農業種質資源保護利用， 加快實施生物育種重大項目”。創新求變、攻堅克難、保護培育，如破土而出的種子，智慧育種領域正蓬勃發展。

跨界融合，讓育種按下“快進鍵”

“以5G 為代表的新一代數字技術加速創新， 并日益融入經濟社會發展各個領域，也深刻地影響和塑造著農業生產方式。 ”農業農村部科學技術司巡視員竇鵬輝說。種子資源挖掘，糧食作物種業優勢區物聯網測控、田間監測、智能催芽育秧、基因組選育、遺傳評估等數據分析系統，這些都是5G 與種業交叉融合的成果。

12 月7 日，2023 世界5G 大會分論壇5G 與智慧農業育種論壇在河南鄭州成功召開。本次論壇以“5G 加持生物育種”為主題，邀請了來自農業農村部、科研院校等業界專家和ICT 領域的企業代表，旨在交流5G 等技術在智慧農業育種中的應用，探討目前生物育種面臨難題的解決方案，為加快新一代數字科技和生物育種技術深度融合發展建言獻策，推動產業結構升級發展。

生物育種是指利用遺傳學、細胞生物學、現代生物工程技術等方法原理培育一系列優良性能生物新品種的育種技術。當前，基因編輯、合成生物學等生物育種技術已成為全球各國搶占科技制高點和爭搶農業國際競爭力的戰略重點，以信息技術為代表的新一輪科技革命和產業變革正在孕育發展， 加大關鍵核心技術攻關，加快農業信息技術應用發展迫在眉睫。

中國農科院生物技術研究所副所長谷曉峰表示，“通過機器學習等人工智能手段可以加速基因組的組裝、全景組學的整合。智能算法和模型能夠驅動重要育種價值基因挖掘和功能研究從單個基因向多基因和全基因組層面發展。另外，種質資源是進行品種培育的基礎， 人工智能在預測和精準測定優異性狀方面發揮越來越重要的作用。 ”

2023 世界5G 大會分論壇5G 與智慧農業育種論壇現場

從最初的馴化選育到雜交育種，再到分子育種、矮化育種、 雜種優勢利用等每一次種業技術的重大變革，都使農產品的產量不斷提高。生物技術與信息技術（IT）交叉融合的智能設計育種，利用人工智能、全基因組智能選擇等精準、 高效改良目標性狀和培育出新品種，能夠引領現代種業向精準化、高效化、智能化轉變升級，對全球生物種業格局和農產品供給產生重大影響。

數據資源，為育種提供基礎信息

人工智能時代的三要素為算力、算法和數據?！八懔κ茿I 模型的‘發動機’，算法是AI 模型的‘大腦’，而最核心的還是數據，數據是AI 模型的‘汽油’。 ”谷曉峰這樣形象地比喻，“有數據，列車才能動起來。 ”

“在國際上，美國、歐洲和日本在20 世紀就已經建立了國家級的生物信息數據中心。由于學界要求，在發表文章之初，我們必須把數據遞交給這三家之一，才能夠獲得相應的數據編號， 有了數據編號才可以放到發表的文章里面。如此一來，我國數據安全，尤其是農業的組學數據安全存在非常大的隱患。 ”中國科學院北京基因組研究所國家基因組科學數據中心副主任章張介紹。

70 余個生物信息數據庫服務，39PB 的數據匯聚量，支撐了16674 個科研項目，910 個單位機構……國家生物信息中心的建立，實現了國產數據的自主可控管理，保障了國家數據主權。

生物育種的科學研究產生了大量數據，如何“存好、管好、用好”這些數據極為重要。目前，中國科學院北京基因組研究所已經初步建成了“存儲管理—整合挖掘—特色應用”的農業多組學數據資源體系。 由以組學原始數據歸檔庫（GSA）、基因組數據庫（GWH）等為主的基礎資源庫到以水稻、大豆等為主題的特色專題庫， 再到包含基因組變異與表型關聯知識庫（GWAS Atlas）、全轉錄組關聯研究知識庫（TWAS Atlas）等的綜合知識庫，形成了全鏈條組學數據體系。

在論壇上，先正達生物科技（中國）有限公司（以下簡稱先正達）應用遺傳學和新技術發現助理總監姚驥分享了先正達在商業化育種過程中，數據驅動的玉米智能育種實踐。 通過綜合多維度數據，包括田間試驗與管理數據、基因型數據以及市場數據，對種質資源和品種進行全面評價，最終實現品種提升的智能化決策。 同時他也指出，先正達正在積極建立無人機等智能數據收集平臺， 促進田間測試的表型更加精準，進一步提升育種的預測準確度。

華為農業事業部總監車鵬也認為需要解決數據難采、難傳、難用的三大問題?！拔覀冋{研了很多的育種企業， 每一個廠家自己的傳感器能夠打通，但是和別的廠家的傳感器是打不通的。 前不久，中信農業科技股份有限公司聯合深圳開鴻數字產業發展有限公司、華為技術有限公司共同發布國內首個農業自主可控的農業開源鴻蒙操作系統，改變以前‘七國八制’的局面，統一標準及傳輸模式。 ”

平臺搭建，對育種進行統籌監管

“‘金種子育種平臺’的核心是以提高育種效率為目標，把大數據包括一些數學模型的分析方法集成進來，以達到服務育種科學家的目的。 目前這個平臺實行材料管理、試驗規劃、數據采集、分析決策、系代追溯等全過程信息化管理，而且根據不同的需要，模塊能夠實現自動化配置。 ”中國工程院院士、國家農業信息化工程技術研究中心主任趙春江說。

田間軌道式高通量表型獲取平臺通過搭載可見光相機、多光譜相機、各種傳感器等十多種監測儀器，實時采集數據?；诤Ａ繑祿?，再通過軟件和算法有效幫助作物種質資源學家篩選新材料，為選出最終新品種作貢獻。

近5 年品種登記情況、品種試區情況、國重品種分布等匯集的數據都在中國種業大數據平臺上展示出來。 這是“金種子育種平臺”的另外一個功能，按照全國統一品種一個名稱、一個指紋、一個標準樣、一套數據的模式來進行構建。 平臺數據的匯集為生物育種重大項目提供了靶向數據支持， 數據的高精準度、強科學性為今后育種分析決策提供了數據參考，助推生物育種建設，促進種業高質量發展。

論壇上，阿里巴巴達摩院基因智能負責人顧斐分享了阿里巴巴達摩院在智慧育種平臺建設方面的進展。他介紹道，智慧育種平臺主要目的是利用BT+IT+AI 的能力賦能育種行業。 平臺包括基礎數據管理、測序數據分析、統計分析、大數據和AI 四部分。 智慧育種平臺構建了一個手機端采集的模塊，能夠在田間通過掃二維碼的方式錄入表型性狀等系列數據，在平臺里面進行系列分析，5G 在這方面提供了很大的幫助?！霸谄h的地點接入5G 信號， 能夠在田間任何位置將這些數據快速地錄入，并且傳輸到中心服務器，這樣能夠極大提高育種家采集數據的效率。 ”顧斐介紹道。

經國務院批準， 由科學技術部和河南省人民政府共同主辦，河南省科學技術廳、鄭州市人民政府、未來移動通信論壇聯合承辦的2023 世界5G 大會，在農業農村部、文化和旅游部等行業主管部門的聯合支持下， 國內外行業組織、協會、聯盟共同協助下，在各界熱情參與和共同努力下成功舉辦各項會議、展覽，于12 月7 日圓滿落幕。

大會期間，來自國際組織、國內外行業協會、院士專家學者、知名企業、科研院所等嘉賓，圍繞“5G 變革 共繪未來”這一主題，深入交流、凝聚共識、同謀發展，使得本屆大會成為引領發展的平臺和開放合作的平臺，并取得了豐碩的成果。 同時，大會加強產業融合，促進5G 融入高質量發展，聚焦制造、環保、農業等行業，從5G 科技合作、行業應用與創新等多視角、多維度開展研討，激發了新思路、新理念、新觀點。