8月19日,中國農業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“科企協同共創玉米種業研發新模式”。來自全國20余家科研單位和30余家國內頂尖種業公司的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體系的構建進行了研討。
據中國農業科學院生物技術研究所所長、國家玉米產業體系首席李新海研究員介紹,玉米是我國第一大作物,占糧食總產的40%,是國家糧食安全和農產品有效供給的重要基礎。但是我國玉米品種的研發能力與國際種業公司相比還有較大的差距,要通過技術融合驅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創新,支撐重大品種培育,掌握玉米種業話語權,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。目前全國年生產玉米DH系數量已經超過100萬,如何快速進行DH系的評價、篩選和品種組配已經成為玉米育種的一大挑戰和痛點。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,也是縮小我國種業研發能力與國際種業公司差距的重要途徑。隨著國產靶向測序-液相芯片技術的發展,低成本、高通量、靈活的分子標記檢測體系已經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技術的大規模應用成為可能。
多位企業家和科學家交流了GS技術在DH系評價中的難點,包括如何獲得高質量低成本的基因型信息,如何構建預測模型,如何利用環境信息,如何設計育種群體等育種中的關鍵問題。會議指出,數據的標準化,包括芯片數據的標準化,表型數據的標準化等,是提高育種效率的重要內容,也是協作共享的前提。從該研討會獲悉,作科所多個團隊經過聯合攻關,已經成功研發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),非常適合于種業公司開展DH系的高通量評價。同時作科所大數據智能設計育種創新團隊在統計算法上也有了新的突破,其開發的DNNGP模型可結合多組學數據實現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出了“3萬+30萬“的共享號召,即通過各科研單位和企業共享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據和人工智能驅動的智能育種技術體系,從而推動我國玉米育種從傳統經驗育種向智能育種的轉變。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,企業正在成為品種培育的主體,也是打好種業翻身仗的重要力量。作科所高度重視科企合作,大力倡導協作共享。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,建立技術協作聯盟,構建新型科企合作新模式,從而賦能我國種業企業的研發能力提升,助力重大品種培育和保障國家糧食安全。