育种是以遗传学理论为基础,不断改良生物遗传特性,培育更优良品种的工作,堪称现代农业的“芯片”制造。随着科技的飞速发展,农业领域也迎来了一场静悄悄的革命——数字育种。作为现代生物技术与信息技术的完美结合,数字育种正在逐渐改变农业生产方式,成为应对全球食品安全和气候变化挑战的重要工具,帮助人们开启一个更加科学、高效和可持续的农业未来。
(图源《知识就是力量》杂志)
“会”育种到“慧”育种
迄今为止,作物育种可大致概括为4个时代。
(图源《知识就是力量》杂志)
“种子工厂”里的
尖端科技
表型数据采集。高通量植物表型平台、激光雷达、高光谱相机、各种传感器齐上阵,对育种材料进行“全身体检”。获取数据后,将它们实时传回电脑,方便科研人员查阅、分析。
基因测序技术。数据采集环节中最核心的部分。通过对农作物的基因组进行测序,获取大量的遗传信息。目前,我国已掌握了许多重要农作物的基因组,如水稻、小麦、玉米、大豆、油菜、棉花等。
大数据分析。整合数据,通过各种分析方法,探索遗传性状之间的关系,找出与目标性状——如抗病虫害相关的关键基因。
人工智能与机器学习。基于数据分析的结果,通过人工智能技术构建模型,预测不同基因型的后代品种的性状表现为选育提供参考。这两种大豆杂交的后代能否更抗倒伏?人工智能为我们提供帮助。
培养室中正在用科技进行育苗(图源《知识就是力量》杂志)
“储存”科技的种子
缩短育种周期。在育种工作中,科研人员需要持续观察、记录和分析作物的表型特征,从而筛选出可用于育种的优异资源。相较于“一把尺子一杆秤,用牙咬用眼瞪”,辛辛苦苦在田间地头测量和查看作物株高、穗位、病害与成熟情况的传统育种,数字育种只需要几天时间,就能收到自动上传的数据。曾经科研人员需要数年甚至数十年才能培育出一个新品种,而数字育种大大加快了这一进程。
提高育种准确性。精准定位优良基因,通过精确的数据分析和算法模型,更准确地预测作物性状,减少不必要的试错,提高选育成功率。
适应多样化需求。通过对个体数据的分析,为每种作物定制最适合的育种方案,实现个性化生产。科研人员可以根据市场和环境的变化,快速培育出能够满足不同需求的品种,如抗病虫害、耐旱、耐盐碱等。
从“会”育种到“慧”育种,新技术正在不断为育种工作增添新的活力。田间地头,郁郁葱葱的植株间,闪耀着科技的光亮。
(图源《知识就是力量》杂志)
责任编辑 | 牛一名 张丽涵
运营编辑 | 张丽涵
质量审核 | 业蕾
❖ 来源:《知识就是力量》杂志
《为作物育种 插上数字化双翼》❖
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