AI赋能,育种周期开启“4倍速”
省农科院参与研发的绿豆育种智能体“豆好”亮相国际大会
AI赋能,育种周期开启“4倍速”
8月18日,由省农业科学院主办的第16届亚洲大洋洲高级育种协会国际大会在南京开幕。这是该协会近60年来首次在中国举办大会,吸引60多个国家和地区的育种学家齐聚。大会以“精准智能育种”为主题,会上发布的绿豆育种智能体可推荐最优亲本,将品种选育周期从8年缩短至2年,成为AI赋能育种的生动实践案例。
输入品种名称,系统列出优缺点;输入“希望早熟”的需求,推荐亲本组合随即弹出……这是记者在大会专题报告现场看到的一幕。这个被团队称作“豆好”的绿豆育种智能体,由省农科院与浙江大学教授张天真领衔的科研团队联合研发。
绿豆之所以成为AI育种的“先头兵”,与其自身特点有关。“绿豆富含多酚和黄酮类物质,营养价值高;基因组小、生育期短,又是典型的蝶形花作物,适合开展相关研究。”省农科院经济作物研究所豆类作物创新团队首席助理袁星星介绍,智能体的底气来自团队历时6年、在5个以上试验点积累的1500多份绿豆资源表型和基因型数据。
常规绿豆育种中,一个品种经多代杂交直至稳定,通常需要8到10年,育种专家面对成千上万份后代材料,主要靠经验逐代筛选。“当某品种生育期过长而需实现早熟目标时,只需向智能体提问‘该跟哪些品种配组’,智能体可直接输出推荐方案。”袁星星说,早熟往往伴随减产,而智能体可以在花期与产量等关联性状间寻找平衡,给出兼顾多方的亲本方案。“以前靠经验选要走很多弯路,现在一步到位选出最优组合,2年就能培育出比较满意的品种。”
智能体在实际育种中成效初显。团队利用其选育出适合缅甸的抗黄花叶病毒病绿豆品种,抗性位点在两个不同气候环境下表现稳定,目前已在缅甸落地应用。1.0版本完成本地化部署,后续将在安全条件成熟后面向全球开放,2.0版本将把适用范围扩大至蚕豆、豌豆等食用豆。
“AI与生物育种的结合是本次大会主要讨论的主题。”亚洲大洋洲高级育种协会主席、省农科院副院长陈新说,这一主题回应了全球农业科研工作者面对的共同课题,AI技术可在品种选育、栽培管理等环节提供精准支撑,以应对全球气候变暖带来的高温、干旱等不利条件。
陈新认为,AI对育种的改变是革命性的。以绿豆为例,AI可以把抗虫、抗病、高产等性状聚合到同一个品种中,大幅提高育种速度、减少盲目性,还能学习总结老一辈育种专家的经验。
“我们还筛选既抗旱又耐盐的绿豆种质资源,在高温天气的江苏沿海滩涂地里也能种。”陈新举例说,借助AI和分子生物技术,原本8年的育种周期可缩短到2年。团队还考虑引进非洲等干旱、盐碱地区的优异绿豆种质资源,利用全球力量开展研发。种子是农业最重要的生命线,作为亚洲大洋洲高级育种协会主席,他致力于推动亚洲、大洋洲乃至欧洲国家的育种工作更加精准,以应对气候变化和各种生物、非生物胁迫,选育出更有韧性的品种。
会场外的墙报区,来自各国的青年学者展示分子育种、智慧农业等方向的最新成果。陈新说,大会的宗旨正是更加有效地应对气候以及各种不利条件带来的困扰,精确选育出更优秀、抗虫抗病的品种。通过AI技术提高品种选育和栽培水平,不仅能提升产量和品质,还能提高人们的健康生活水平。
记者 张宣 实习生 王徐霖
