科技日?qǐng)?bào)記者 王怡
“大數(shù)據(jù)技術(shù)將全面滲透生物育種全過程，人工智能將成為組學(xué)信息解析新工具?！?2月7日，在2023世界5G大會(huì)“5G與智慧農(nóng)業(yè)育種論壇”上，中國(guó)工程院院士、國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)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(qǐng)業(yè)界專家、學(xué)者以及相關(guān)人士就IT驅(qū)動(dòng)的生物育種發(fā)展、數(shù)字育種技術(shù)研究及應(yīng)用、農(nóng)業(yè)組學(xué)數(shù)據(jù)匯聚和挖掘利用等話題進(jìn)行交流。
當(dāng)前，以5G為代表的新一代數(shù)字技術(shù)加速創(chuàng)新，日益融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展各個(gè)領(lǐng)域，深刻地影響和塑造著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的方式。對(duì)此，趙春江說，智慧農(nóng)業(yè)對(duì)重塑農(nóng)業(yè)發(fā)展，特別是確保現(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(shù)在農(nóng)業(yè)中不斷創(chuàng)新，形成了很多嶄新的應(yīng)用場(chǎng)景。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的芯片——生物育種，是保障國(guó)家糧食安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性的核心產(chǎn)業(yè)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，種業(yè)振興離不開5G等新技術(shù)的加持，而智能化的裝備將廣泛應(yīng)用于智能育種，沒有裝備、只靠人來育種是不可能的。
“目前國(guó)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(shí)產(chǎn)權(quán)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(gòu)買時(shí)大概花了100萬元，此后每增加一個(gè)模塊，就要增加10萬元，每年還要向其交服務(wù)運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。”趙春江認(rèn)為，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，大數(shù)據(jù)技術(shù)將全面滲透于生物育種過程，另外，人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)將成為多組學(xué)信息解析新工具。
趙春江進(jìn)一步說，在生物育種領(lǐng)域，應(yīng)用人工智能可以系統(tǒng)揭示動(dòng)植物全基因與遺傳變異，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)動(dòng)植物表型形成規(guī)律與分子調(diào)控機(jī)制，為分子設(shè)計(jì)育種提供更加先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)分析工具與解析方法，全面提升生物育種的精準(zhǔn)性。
“目前從育種角度來看，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(xué)信息解析工作，會(huì)拉長(zhǎng)生物育種的整個(gè)周期?！壁w春江說，現(xiàn)在他正和團(tuán)隊(duì)開發(fā)一個(gè)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分子育種集成的信息平臺(tái)。
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(chǔ)尤為關(guān)鍵。論壇上，中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所國(guó)家基因組科學(xué)數(shù)據(jù)中心副主任章張介紹了該機(jī)構(gòu)助力農(nóng)業(yè)組學(xué)數(shù)據(jù)深度融合、加速種質(zhì)創(chuàng)新的具體工作。針對(duì)我國(guó)基因組學(xué)數(shù)據(jù)“存管用”的實(shí)際需求，科技部、財(cái)政部共同支持組建國(guó)家基因組科學(xué)數(shù)據(jù)中心。該中心圍繞人、動(dòng)物、植物、微生物基因組數(shù)據(jù)，重點(diǎn)開展了數(shù)據(jù)資源及數(shù)據(jù)庫(kù)體系建設(shè)，并開展了數(shù)據(jù)服務(wù)、系統(tǒng)運(yùn)維、技術(shù)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(xué)原始數(shù)據(jù)歸檔庫(kù)完成主要農(nóng)業(yè)物種約1334個(gè)項(xiàng)目，包含118624個(gè)生物學(xué)樣本，涵蓋小麥、玉米、水稻、大豆等7大作物物種，積累原始測(cè)序數(shù)據(jù)量1057.62TB，為保障我國(guó)糧食安全發(fā)揮了重要作用。
