8月19日,中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所(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)技術和全基因組選擇(GS)技術的有機整合和高效育種研發(fā)體系的構建進行了研討。
據(jù)中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所所長、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。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,要通過技術融合驅(qū)動構建高效技術體系,重點開展機械化、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,提高品種自給率,保障國家糧食安全。
與會專家一致認為,DH和GS技術是當前玉米育種中的關鍵核心技術,也是構建高效育種技術體系的重要支撐。目前全國年生產(chǎn)玉米DH系數(shù)量已經(jīng)超過100萬,如何快速進行DH系的評價、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。將兩大關鍵核心技術進行有機整合是當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-液相芯片技術的發(fā)展,低成本、高通量、靈活的分子標記檢測體系已經(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,使DH+GS技術的大規(guī)模應用成為可能。
多位企業(yè)家和科學家交流了GS技術在DH系評價中的難點,包括如何獲得高質(zhì)量低成本的基因型信息,如何構建預測模型,如何利用環(huán)境信息,如何設計育種群體等育種中的關鍵問題。
會議指出,數(shù)據(jù)的標準化,包括芯片數(shù)據(jù)的標準化,表型數(shù)據(jù)的標準化等,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,作科所多個團隊經(jīng)過聯(lián)合攻關,已經(jīng)成功研發(fā)了一款適合玉米育種應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。
同時作科所大數(shù)據(jù)智能設計育種創(chuàng)新團隊在統(tǒng)計算法上也有了新的突破,其開發(fā)的DNNGP模型可結(jié)合多組學數(shù)據(jù)實現(xiàn)對作物復雜性狀多維度的精準預測。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3萬個自交系的20K芯片信息以及30萬個DH系的3K芯片信息,在此基礎上融合表型信息,利用機器學習、深度學習等技術構建大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動的智能育種技術體系,從而推動我國玉米育種從傳統(tǒng)經(jīng)驗育種向智能育種的轉(zhuǎn)變。該倡議受到與會專家的高度認同和積極響應。
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,大力倡導協(xié)作共享。以本次研討會為契機,作科所將以關鍵核心技術為抓手,技術集成構建高效的智能育種支撐平臺,建立技術協(xié)作聯(lián)盟,構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。