AI技术多点突破 开启智能育种新时代
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2026-04-03 08:52:55
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春耕时节,我国智慧育种技术持续突破。人工智能(AI)技术在育种领域的创新应用,助推种业向数字化智慧化转型,激活种业新质生产力。

精准识别花朵,最快仅需15秒即可完成单朵花授粉……不久前举办的2026种子大会上,世界首台智能育种机器人“吉儿”备受关注。中国科学院研究团队介绍,这款机器人首次提出了“作物-机器人”协同设计理念,深度融合生物技术与人工智能,可实现基于人工智能的自动化杂交授粉。目前这款机器人已在商业化生产温室稳定运行,大幅降低了育种成本、缩短育种周期。

南繁智慧育种平台则“上新”了两项关键技术:一是基因环境互作算法工具,可融合作物遗传信息与气象、土壤等环境数据,分析作物性状,计算时间较传统统计模型大幅缩短,还能量化遗传与环境对作物性状的影响;二是育种仿真工具ISB,普适性强,可模拟不同繁殖方式的育种流程,在田间试验前模拟亲本组配、后代选择等过程,精准预测杂交效果并筛选最佳方案。“这个工具相当于给育种工作‘提前彩排’,能大幅减少田间试验的工作量,提高育种的可预见性和效率。”中国农业科学院国家南繁研究院副院长李慧慧介绍。

眼下,崖州湾国家实验室联合华为发布的农业育种智能基座“繁-未来农业智能枢纽”已投入使用,成为育种家的智能助手。崖州湾国家实验室副主任陈凡介绍,该智能基座可高效整合多维度海量数据,为AI赋能生物育种提供大数据支撑,有望将育种周期从8-10年缩短至3-4年。

多项育种新技术已见成效。中种集团下属中科荃银打造的水稻导航育种平台RiceNavi,可依据关键指标自动生成最优育种方案,提升分子育种精准度与效率。该平台已为多家顶尖科研机构提供支持,截至2025年底累计解析水稻品种近500例。该平台负责人方玉介绍,平台助力选育的水稻新品种科优9085,刷新了安徽自育水稻品种产量纪录,今年春耕将全面示范推广。

针对小麦育种周期长、遗传背景复杂等问题,山东极智生物作物育种事业部总监荆星介绍,其团队整合数万份种质资源、海量表型数据及多个AI算法打造的小麦智能设计育种平台,实现育种全链条赋能,可将杂交组配周期缩短96%、成本降低80%。

我国杂交水稻育种长期处于世界领先地位,但仍面临跨年度预测精度下降、多环境适应性难以兼顾等挑战。隆平高科种业科学研究院副院长王凯表示,该公司通过构建多年多点数据模型,使杂交组合产量预测测试效率提升44%。

人工智能、大数据等数字技术的深度融入,正让传统育种迎来颠覆性变革。中国科学院院士、崖州湾国家实验室主任李家洋指出,当前我国正处于从“分子标记辅助选择”的3.0时代向“分子设计育种”的4.0时代跨越的关键期,育种已从“碰运气”筛选转向“按图纸”组装,按需定制理想品种。

“下一个十年将迈向‘智能育种’的5.0时代。”李家洋表示,这包含两个层面:一是培育“智能品种”,让作物能主动感知环境变化、调控生理状态,破解高产与高抗的矛盾;二是实现“智能培育”,推动AI、大数据与生物技术、传统育种深度融合,让育种从“经验选育”走向“精准智造”。

尽管技术突破显著,但我国智慧育种仍面临数据割裂、标准不一、算力分布不均、模型可解释性不足等挑战。对此,中国农业绿色发展研究会副理事长孙好勤提出三点倡议:瞄准绿色方向,将节水节肥、固碳纳入育种核心指标;强化数字赋能,推动多组学技术与绿色育种深度融合;深化协同创新,统一数据标准,共建共享平台,打造全球领先的绿色智慧种业创新高地。

华智生物技术有限公司副总裁王朝晖指出,基因型鉴定是数字化育种的基础,需深入产业场景才能发挥价值。其团队正通过搭建高通量自动化平台、开发生物信息分析工具,并与育种企业深度合作,推动基因型鉴定从“可用”向“好用”“愿用”转变,助力构建产学研协同的种业生态圈。

哈尔滨工业大学(深圳)国际人工智能研究院院长刘劼提出了“后大模型时代”的智慧农业新范式。面对农业领域数据分布不均、场景复杂等挑战,高质量数据的收集与清理是模型有效性的前提,大模型的应用则通过检索增强、微调等技术,实现垂直领域的深度适配。未来随着智能工具成本的大幅降低,种业将迎来个性化、精准化的新阶段,甚至可以为特定区域、特定需求定制专属品种。

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