采写丨科技日报记者 马爱平 都芃

运筹帷幄丨刘恕 李坤

四月的三亚，日光灼热。位于崖州区的查考田庐，科研东谈主员正在与时候竞走。

为加速获取足量的种子样本，他们紧锣密饱读鼓舞水稻、小麦、玉米、大豆四大主粮作物的扩繁职责。改日几个月内，这些扩繁的种子会被播撒到世界四大主粮主产区查考点，“天书筹划”大限制田间数据网罗职责也将由此启动。

在三亚进行扩繁的玉米。

作物种质资源“天书筹划”通过筛选中枢种质、漂后度测序、尺度化田间农艺性状以及环境数据聚集等技能，打造四大主粮作物“基因型—表型—环境型”三型合一的作物种质高质地数据集，旨在惩办智能育种尺度化数据供给不及的瓶颈问题。

种业是国度计谋性、基础性中枢产业。当今，我国已建成海外一流的农作物、畜禽、海洋渔业三大国度种质资源库，资源保存总量居世界第一。本年政府职责论证明确提议深入实施种业振兴行为。“天书筹划”的实施，对已毕种源自主可控意旨真切。

近日，科技日报记者专访了“天书筹划”中枢团队，深入打听这一“种质解码工程”要破解的中枢命题。

漂后度测序突破解码艰辛

作物种质资源承载着述物的遗传密码，是佩戴作物遗传信息、具有试验或潜在期骗价值的相当遗传材料。

“这些种质资源就像一册记载了农作物滋长私密的‘天书’，字里行间藏着述物高产、抗逆、优质的漏洞密码，但因缺少深入解码而难以被高效期骗。”中国科学院院士钱前颇为缺憾。

邻接国粮农组织的数据泄漏，适度2024年底，大众保存的农作物种质资源逾越600万份，但期骗率不到10%。

为普及种质资源的期骗率，2023年2月，由中国农业科学院作物科学磋商所邻接腾讯公司等共同发起“天书筹划”1.0，搭建了业绩精确育种的种质资源遗传信息数字化平台。

2025年5月，“天书筹划”2.0追究启动，主要面向水稻、小麦、玉米和大豆四大食粮作物，构建种质资源尺度数据集，为智能辅助育种提供漏洞赞助。

豆类各样性种质资源。

“‘天书筹划’的方针不仅是要获取种质资源的基因信息，还要深度挖掘三型对皆的尺度数据集，弄明晰这些基因信息背后的深档次关联。”“天书筹划”负责东谈主、中国农业科学院作物科学磋商所长处周文彬告诉记者，“不错说，咱们既要读懂种质基因信息这本‘天书’，又要知谈‘天书’为什么这么写。不仅知其然，还要知其是以然。”

筹划启动之初，团队被一个看似轻便却极具挑战的问题困扰：面对稠密种质资源及遗传信息，究竟要挑选哪些种质进行解码？

经过数次参议，团队达成共鸣：领先以当今已有精确飘动形势赢得的基因型信息为基础，从20多万份食粮作物种质资源中，筛选出1万余份有代表性的中枢种质。

“这么既褒贬了测序和表型窥察的本钱，又能最大适度保留遗传各样性。”负责技艺中枢职责的中国农业科学院作物科学磋商所磋商员贺强先容，筛选并非轻便的“抽样”。中枢种质的筛选有着严格的科学尺度——需覆盖该作物95%的遗传各样性，同期兼顾地舆溜达、特异性状等身分。这些种质将成为后续开展深度磋商的“代表队”。

筛选出中枢种质后，团队再取舍漂后度全基因组重测序技艺对其进行解码。

“若将基因组比作一部典籍，传统的低密度测序如同快速翻阅目次与章节纲目，重在梳理全体眉目、掌抓全貌；漂后度测序则是深度精读，对漏洞片断逐段领略、精良比对，精确捕捉字里行间的狭窄各异与瞒哄信息。”钱前阐述。

“当今，小麦全基因组漂后度测序能获取最高达15G的遗传信息，数据信息较此前普及约25万倍。”贺强暗示，这绝顶于从“看清长相”迈向“看清每一个细节”，将有助于精确锁定遗传变异的漏洞陈迹。

小麦种子被放进播撒机。新华社发（董军 摄）

当今，“天书筹划”已完成中枢种质的测序有贪图制定，瞻望将产生数百TB的基因型数据。“这些数据不仅能深度评估我国主粮作物种质资源的遗传各样性，更能为后续的高效基因挖掘和智能辅助育种打下坚实基础。”周文彬暗示，改日跟着资金量和技艺水平的普及，解码将慢慢扩张到全部的食粮作物种质资源。

打造高质地育种数据集

解码基因信息，仅仅破译“天书”的第一步。

每一份种质特质的变成，既与基因信息联系，也和其滋长环境密不行分。“什么基因型布景、在什么环境下产生什么表型，这是育种磋商中最难以回话的问题。”周文彬说，这有点像“橘生淮南则为橘，生于淮北则为枳”。

“前些年，咱们研发了一个进展凸起的玉米种质资源，AG国际APP2026世界杯中国官方下载它在育种前期的小区查考中展现了高产、稳产、抗病等优异性情，具备较强的应用后劲。但当其进入后期区试阶段，被莳植到不同方位、不同风物和泥土条款下时，却出现了产量进展不屈定、结识率波动较大的问题，最终未能已毕大面积实践。”玉米育种大众、中国农业科学院作物科学磋商所磋商员黎亮暗示，“要是在早期就能期骗相关数据进行预测，粗略不错更好地秘密这类问题。”

为破解这一恒久困扰科研东谈主员的育种艰辛，“天书筹划”团队把眼神聚焦到“三型数据对皆”上。

“‘天书筹划’的中枢等于要构建大限制‘基因型—表型—环境型’三型合一的尺度化数据集。”贺强说，他们的方针是让每一份中枢种质的遗传信息、滋前途展和滋长环境都能精确对皆，变成可回想、可复用的尺度化数据集，为精确育种提供数据赞助。

这是一项仅在实验室无法完成的职责。表型数据和环境数据的动态聚集，需要科研团队与地皮、风物和时候打交谈。

在网罗表型数据的田间查考步调，团队在世界四大主粮主产区布局了4个查考点，覆盖东北、华北、华南等不同生态区，筹划用2年时候完成中枢种质的表型飘动。表型飘动的内容涵盖生养期、株高、抗病、耐逆、产量、品性等几十个漏洞性状，每个性状的数据聚集都有严格的尺度化经由。

如今，网罗表型数据有了更多自动化技艺的加持。在河南新乡的查考点，科研东谈主员期骗高通量表型聚集平台，包括无东谈主机多光谱成像和大地激光雷达，对数千份小麦材料进行全天候监测。举例，在际遇突发干炎风天气时，系统自动记载不同品种的叶片萎蔫程度和冠层温度变化。将这些数据与传统东谈主工记载相勾搭，磋商东谈主员可精确锁定作物的狭窄变化。这是以前单纯靠肉眼不雅察难以发现的。

职责主谈主员在黑龙江寒地作物种质资源库内稽查种质情况。新华社记者 张涛 摄

环境数据的网罗相同把稳自动化、尺度化。团队在每个查考点装配自动化状况站，及时网罗温度、降水、日照、风速等数据；期骗泥土多参数传感器技艺，同步记载泥土的盐分、pH值、肥力等方针。这些数据将与基因型、表型数据逐个双应，构建起好意思满的数据集。

贺强先容，尺度化数据集的价值在于已毕“一次网罗、屡次复用”。依托这套数据集，育种家可成功通过平台检索，锁定佩戴方针基因的种质资源，滚球app中国官网下载入口进而精确开展杂交组配，大幅减少大限制田间筛选的职责量，显赫普及育种成果。

当今，“天书筹划”团队已完成田间查考点选址和表型飘动尺度制定职责，行将在世界食粮主产区的4个查考点启动大限制田间播撒和数据网罗职责。

从告诫驱动转向数据驱动

“天书筹划”变成的海量尺度化数据，是为了一个更弘大的方针作准备。

传统育种中，一个品种的选育至少需要十代致使更久，要是远缘杂交育种在十代后性状还固定不了，那就意味着选育职责需要十年以上。

对此，中国农业科学院作物科学磋商所磋商员、小麦种质资源学家李立会深有咨嗟。为培育多花多粒、抗性优异的小麦品种，他指挥团队扎根华夏大地37年，收效研发出我国首个庸俗小麦与冰草属间远缘杂交新品种“普冰03”。“传统育种就像‘大海捞针’，是欺压尝试、反复试错的过程。可能杂交1万个组合，才能选出1个优良品种。”他说。

钱前暗示，靠告诫和时候积蓄育种是个漫长又充满省略情趣的过程。尤其是在现时风物变化加重、病虫害频发的布景下，传统育种周期长、成果低的瓶颈日益突显。面对资源敛迹、环境压力等挑战，智能育种已成为大众农业前沿科技的热点标的。

智能育种的中枢是数据驱动，有了尺度化的三型数据集，勾搭东谈主工智能算法，就能西宾育种预测模子，已毕定向想象品种。周文彬先容，“天书筹划”相关数据，改日将并入世界农作物种质资源信息平台，为育种家恳求种质资源以及开展基因挖掘、品种表型预测和组合想象提供伏击参考。通过算法和模子辅助告诫筛选，科研东谈主员在进入田间之前或种苗早期就能提前识别有后劲的材料，更早更靠拢地插足力量，让育种不再是“靠时候给谜底”。

“比如，要培育合适黄淮海地区的玉米品种，改日只需输入当地的环境数据如温度、降水、泥土条款，以及方针性状如高产、抗病、抗倒，模子就能保举最优的亲本组合和育种有贪图。”贺强先容，这将大幅褒贬育种周期，蓝本需要8年—10年的品种培育过程，有望褒贬至3年—5年。

玉米种质资源。

当作公益救助方，腾讯可连接社会价值副总裁肖朝晨暗示，针对农业数据多源异构、噪声大的特质，腾讯也在探索期骗东谈主工智能等数字化技艺，加速“天书筹划”的实施。

“改日的育种，将是‘告诫+数据’的勾搭，既保留育种家的实践贤达，又借助技艺技能提高成果。”周文彬说，“咱们的改日方针是打造一个绽开、分享、智能的育种平台，褒贬育种门槛，加速育种程度，让科技更好地业绩于农业当代化。”

平台不仅可对国内科研院所绽开，也将有条款地向企业绽开。“磋商团队可上传我方的育种数据和模子，已毕数据分享、模子共建。”周文彬暗示，当今，该筹划数据经管主见正在制定中。

“不远的将来，期骗东谈主工智能模子预测优良基因组合，可已毕定向、快速育种，破解育种‘卡脖子’艰辛，让中国粮装上‘中国芯’。”钱前暗示，“天书筹划”不仅是一项数字化工程，更是一项更正引擎工程，它将推动我国种业从“告诫驱动”向“数据驱动”转型。破译这本承载着述物遗传密码的“天书”，将为中国改日育种带来无穷可能。

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“破译”好种子需要迈过三谈关

马爱平

漂后度测序、三型数据对皆、AI模子预测……这些前沿技艺正协力破解育种“卡脖子”艰辛，推动种业从“告诫育种”向“精确育种”加速迈进。

在看望科研院所、种业企业的过程中我了解到，智能育种是一项系统工程，从“解码天书”到实在已毕精确育种，仍濒临着几谈退却残暴的“隐形关卡”，每沿途都需要久久为功。

第沿途关卡，是数据“量”与“质”的范畴。当今，我国种业数据仍存在“孤岛”征象：科研院所、种业企业、高校各自积蓄数据，缺少解救的尺度和分享机制。比如，有的数据时局不兼容，有的数据则因不雅测尺度不一而缺少期骗价值。

针对这一痛点，农业农村部教会扶植的世界农作物种质资源信息平台已上线试起首。该平台整合了资源普查、精确飘动等全经由信息，为冲突数据“孤岛”、已毕高效分享迈出了漏洞一步。

第二谈关卡，是算法“黑箱”与“可阐述性”的挑战。要是AI的决策过程如同“黑箱”，无法澄澈阐述其保举是基于哪些漏洞基因、性状位点、环境因子的影响，那么育种家就难以全都信任并罗致其有贪图，致使可能因误判而错失优良品种。

中国农业科学院作物科学磋商所等科研团队，接踵提议Cropformer等可阐述深度学习框架，冲突东谈主工智能在育种领域的“黑箱”壁垒。通过引入可阐述建模策略，可匡助育种家意会模子决策背后的生物学依据，进而作念出精确育种决策。

第三谈关卡，是复合型东谈主才匮乏。海量数据的挖掘与智能模子构建，离不开农业育种、生物技艺、东谈主工智能等跨学科东谈主才的赞助。但现实是，进修的东谈主才培养和运输体系尚未变成，兼具农学与AI才能的复合型东谈主才严重短缺。

旧年，中国农业科学院与哈尔滨工业大学签署配合合同，共建农业东谈主工智能学院。左证合同，农业东谈主工智能学院为哈工大追究建制的二级教会科研机构。这一配合范式，为买通学科壁垒、培养跨领域东谈主才提供了新旅途。

精确领略种质资源是破解育种艰辛的一把“金钥匙”，惟一让数据“活”起来，算法“明”起来，东谈主才“聚”起来，政产学研多方发力，才能将精确育种的蓝图化为现实。

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裁剪：王璠

审核：朱丽滚球app中国官网下载入口