科技日報記者 王怡

“大數(shù)據(jù)技術將全面滲透生物育種全過程，人工智能將成為組學信息解析新工具?！?2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、學者以及相關人士就IT驅(qū)動的生物育種發(fā)展、數(shù)字育種技術研究及應用、農(nóng)業(yè)組學數(shù)據(jù)匯聚和挖掘利用等話題進行交流。

當前，以5G為代表的新一代數(shù)字技術加速創(chuàng)新，日益融入經(jīng)濟社會發(fā)展各個領域，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?，F(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)等技術在農(nóng)業(yè)中不斷創(chuàng)新，形成了很多嶄新的應用場景。

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、基礎性的核心產(chǎn)業(yè)。業(yè)內(nèi)人士認為，種業(yè)振興離不開5G等新技術的加持，而智能化的裝備將廣泛應用于智能育種，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運營費用。”趙春江認為，從長遠看，大數(shù)據(jù)技術將全面滲透于生物育種過程，另外，人工智能、機器學習將成為多組學信息解析新工具。 

趙春江進一步說，在生物育種領域，應用人工智能可以系統(tǒng)揭示動植物全基因與遺傳變異，精準預測動植物表型形成規(guī)律與分子調(diào)控機制，為分子設計育種提供更加先進的統(tǒng)計分析工具與解析方法，全面提升生物育種的精準性。

“目前從育種角度來看，實驗設計數(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信息解析工作，會拉長生物育種的整個周期。”趙春江說，現(xiàn)在他正和團隊開發(fā)一個擁有自主知識產(chǎn)權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)的存儲尤為關鍵。論壇上，中國科學院北京基因組研究所國家基因組科學數(shù)據(jù)中心副主任章張介紹了該機構助力農(nóng)業(yè)組學數(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，并開展了數(shù)據(jù)服務、系統(tǒng)運維、技術研發(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。