2023 世界5G 大会聚焦生物育种跨界创新实现种子“芯”愿

本刊记者丨李静 王怡文

端牢中国人自己的饭碗，种业这块“芯片”是关键。“种业是现代农业、渔业发展的基础，要把这项工作做精做好。 ”习近平总书记多次强调“要加强农业种质资源保护利用， 加快实施生物育种重大项目”。创新求变、攻坚克难、保护培育，如破土而出的种子，智慧育种领域正蓬勃发展。

跨界融合，让育种按下“快进键”

“以5G 为代表的新一代数字技术加速创新， 并日益融入经济社会发展各个领域，也深刻地影响和塑造着农业生产方式。 ”农业农村部科学技术司巡视员窦鹏辉说。种子资源挖掘，粮食作物种业优势区物联网测控、田间监测、智能催芽育秧、基因组选育、遗传评估等数据分析系统，这些都是5G 与种业交叉融合的成果。

12 月7 日，2023 世界5G 大会分论坛5G 与智慧农业育种论坛在河南郑州成功召开。本次论坛以“5G 加持生物育种”为主题，邀请了来自农业农村部、科研院校等业界专家和ICT 领域的企业代表，旨在交流5G 等技术在智慧农业育种中的应用，探讨目前生物育种面临难题的解决方案，为加快新一代数字科技和生物育种技术深度融合发展建言献策，推动产业结构升级发展。

生物育种是指利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理培育一系列优良性能生物新品种的育种技术。当前，基因编辑、合成生物学等生物育种技术已成为全球各国抢占科技制高点和争抢农业国际竞争力的战略重点，以信息技术为代表的新一轮科技革命和产业变革正在孕育发展， 加大关键核心技术攻关，加快农业信息技术应用发展迫在眉睫。

中国农科院生物技术研究所副所长谷晓峰表示，“通过机器学习等人工智能手段可以加速基因组的组装、全景组学的整合。智能算法和模型能够驱动重要育种价值基因挖掘和功能研究从单个基因向多基因和全基因组层面发展。另外，种质资源是进行品种培育的基础， 人工智能在预测和精准测定优异性状方面发挥越来越重要的作用。 ”

2023 世界5G 大会分论坛5G 与智慧农业育种论坛现场

从最初的驯化选育到杂交育种，再到分子育种、矮化育种、 杂种优势利用等每一次种业技术的重大变革，都使农产品的产量不断提高。生物技术与信息技术（IT）交叉融合的智能设计育种，利用人工智能、全基因组智能选择等精准、 高效改良目标性状和培育出新品种，能够引领现代种业向精准化、高效化、智能化转变升级，对全球生物种业格局和农产品供给产生重大影响。

数据资源，为育种提供基础信息

人工智能时代的三要素为算力、算法和数据。“算力是AI 模型的‘发动机’，算法是AI 模型的‘大脑’，而最核心的还是数据，数据是AI 模型的‘汽油’。 ”谷晓峰这样形象地比喻，“有数据，列车才能动起来。 ”

“在国际上，美国、欧洲和日本在20 世纪就已经建立了国家级的生物信息数据中心。由于学界要求，在发表文章之初，我们必须把数据递交给这三家之一，才能够获得相应的数据编号， 有了数据编号才可以放到发表的文章里面。如此一来，我国数据安全，尤其是农业的组学数据安全存在非常大的隐患。 ”中国科学院北京基因组研究所国家基因组科学数据中心副主任章张介绍。

70 余个生物信息数据库服务，39PB 的数据汇聚量，支撑了16674 个科研项目，910 个单位机构……国家生物信息中心的建立，实现了国产数据的自主可控管理，保障了国家数据主权。

生物育种的科学研究产生了大量数据，如何“存好、管好、用好”这些数据极为重要。目前，中国科学院北京基因组研究所已经初步建成了“存储管理—整合挖掘—特色应用”的农业多组学数据资源体系。 由以组学原始数据归档库（GSA）、基因组数据库（GWH）等为主的基础资源库到以水稻、大豆等为主题的特色专题库， 再到包含基因组变异与表型关联知识库（GWAS Atlas）、全转录组关联研究知识库（TWAS Atlas）等的综合知识库，形成了全链条组学数据体系。

在论坛上，先正达生物科技（中国）有限公司（以下简称先正达）应用遗传学和新技术发现助理总监姚骥分享了先正达在商业化育种过程中，数据驱动的玉米智能育种实践。 通过综合多维度数据，包括田间试验与管理数据、基因型数据以及市场数据，对种质资源和品种进行全面评价，最终实现品种提升的智能化决策。 同时他也指出，先正达正在积极建立无人机等智能数据收集平台， 促进田间测试的表型更加精准，进一步提升育种的预测准确度。

华为农业事业部总监车鹏也认为需要解决数据难采、难传、难用的三大问题。“我们调研了很多的育种企业， 每一个厂家自己的传感器能够打通，但是和别的厂家的传感器是打不通的。 前不久，中信农业科技股份有限公司联合深圳开鸿数字产业发展有限公司、华为技术有限公司共同发布国内首个农业自主可控的农业开源鸿蒙操作系统，改变以前‘七国八制’的局面，统一标准及传输模式。 ”

平台搭建，对育种进行统筹监管

“‘金种子育种平台’的核心是以提高育种效率为目标，把大数据包括一些数学模型的分析方法集成进来，以达到服务育种科学家的目的。 目前这个平台实行材料管理、试验规划、数据采集、分析决策、系代追溯等全过程信息化管理，而且根据不同的需要，模块能够实现自动化配置。 ”中国工程院院士、国家农业信息化工程技术研究中心主任赵春江说。

田间轨道式高通量表型获取平台通过搭载可见光相机、多光谱相机、各种传感器等十多种监测仪器，实时采集数据。基于海量数据，再通过软件和算法有效帮助作物种质资源学家筛选新材料，为选出最终新品种作贡献。

近5 年品种登记情况、品种试区情况、国重品种分布等汇集的数据都在中国种业大数据平台上展示出来。 这是“金种子育种平台”的另外一个功能，按照全国统一品种一个名称、一个指纹、一个标准样、一套数据的模式来进行构建。 平台数据的汇集为生物育种重大项目提供了靶向数据支持， 数据的高精准度、强科学性为今后育种分析决策提供了数据参考，助推生物育种建设，促进种业高质量发展。

论坛上，阿里巴巴达摩院基因智能负责人顾斐分享了阿里巴巴达摩院在智慧育种平台建设方面的进展。他介绍道，智慧育种平台主要目的是利用BT+IT+AI 的能力赋能育种行业。 平台包括基础数据管理、测序数据分析、统计分析、大数据和AI 四部分。 智慧育种平台构建了一个手机端采集的模块，能够在田间通过扫二维码的方式录入表型性状等系列数据，在平台里面进行系列分析，5G 在这方面提供了很大的帮助。“在偏远的地点接入5G 信号， 能够在田间任何位置将这些数据快速地录入，并且传输到中心服务器，这样能够极大提高育种家采集数据的效率。 ”顾斐介绍道。

经国务院批准， 由科学技术部和河南省人民政府共同主办，河南省科学技术厅、郑州市人民政府、未来移动通信论坛联合承办的2023 世界5G 大会，在农业农村部、文化和旅游部等行业主管部门的联合支持下， 国内外行业组织、协会、联盟共同协助下，在各界热情参与和共同努力下成功举办各项会议、展览，于12 月7 日圆满落幕。

大会期间，来自国际组织、国内外行业协会、院士专家学者、知名企业、科研院所等嘉宾，围绕“5G 变革 共绘未来”这一主题，深入交流、凝聚共识、同谋发展，使得本届大会成为引领发展的平台和开放合作的平台，并取得了丰硕的成果。 同时，大会加强产业融合，促进5G 融入高质量发展，聚焦制造、环保、农业等行业，从5G 科技合作、行业应用与创新等多视角、多维度开展研讨，激发了新思路、新理念、新观点。