一粒孢子的力量,正悄然影响中国种业的未来。这些在显微镜下也难以察觉的小孢子,正以其惊人的潜能成为突破传统育种瓶颈的“加速器”。
“平均育种周期有望从8—10年缩短至2—3年,效率提升3倍以上”——这项令人瞩目的“小孢子单倍体育种技术”正在长三角地区加速落地。今天(9月21日),以“打造单倍体引擎,服务种业高质量发展”为主题的长三角作物小孢子生物育种技术与创新研讨会在上海召开,来自国内多地的科研机构、高校和企业代表齐聚一堂,共同研讨这项推动种业创新的关键技术。
战略引领,小孢子技术承载大使命
当前,区域农业科技协同创新已成为突破育种技术瓶颈、提升种业竞争力的关键路径。
“小孢子单倍体育种技术,正是打通‘育种加速’通道、抢占生物育种新赛道的核心抓手。”上海市农业农村委员会二级巡视员、总经济师刘刚表示,这项技术既能大幅缩短作物育种周期,又能为基因编辑、人工智能等现代技术与传统育种的融合提供关键载体,是推动种业从“跟跑”向“并跑”“领跑”跨越的重要支撑。
上海市人民政府办公厅在《关于加快推进本市农业科技创新的实施意见》中,着重强调了提升农业科技核心竞争力的关键任务。在国家战略的推动下,长三角地区凭借农业现代化进程中的先行优势,承担起种业创新率先突破的重大使命。
此次研讨会以“布局单倍体育种新赛道、融入生物育种创新体系”为目标,既是响应国家战略的积极行动,更是长三角育种力量携手攻坚的生动实践,对保障粮食供应稳定、提升农产品质量、促进区域农业协同发展具有深远影响。刘刚表示,希望通过此次研讨,进一步打通区域间的技术壁垒与资源通道,推动小孢子单倍体育种技术实现迭代突破,真正将长三角的育种科技优势转化为产业优势、竞争优势,共同打造作物育种的“超级加速器”。
多重突破,育种效率显著提升
与传统育种方式相比,小孢子技术展现出显著优势。该技术既能在大麦、水稻、小麦、油菜等粮油作物中高效应用,也能适配马铃薯、青花菜、番木瓜等经济作物。更为重要的是,这项技术为全基因组选择、基因编辑、人工智能等现代前沿技术与传统育种技术的深度融合搭建了关键桥梁。
“我们可以通过基因编辑精准修饰小孢子的目标基因,并借助人工智能筛选最优育种组合,让十年孕育品种的传统模式逐步迈向几年出一个新品种的高效时代。”在中国工程院院士、中国农业科学院教授万建民看来,长三角地区拥有顶尖科研院校和专家以及龙头育种企业,且小孢子育种技术研究与应用上已形成产学研协同发力的新格局,应通过交流小孢子单倍体育种技术的最新进展,共商区域农业科技协同创新的未来路径。
万建民建议与会专家,既要聚焦单一作物种类育种创新,也要关注跨作物跨领域的技术突破。要通过学术交流推动小孢子育种技术与基因编辑的深度融合,加快培育一批高产、优质、抗病、抗逆、突破性的新品种,加快构建资源共享、优势服务、分工协作的生物育种创新共同体,推动区域农业育种核心竞争力再上新台阶,为我国加快建设农业强国实现农业高质量发展贡献长三角力量。
三大创新亮点,勾勒育种新未来
从基因编辑的精准操作到人工智能的优化算法,从作物的快速纯合到市场的品种推广,一场深刻的种业变革正在发生。本次研讨会邀请了全国相关领域的权威专家,聚焦三大创新方向,以学术报告的形式勾勒出小孢子育种技术的未来发展路径。
其中,中国水稻研究所副所长、水稻生物育种全国重点实验室务副主任王克剑以《水稻单倍体诱导系研发及应用》为题做学术分享,中国科学院分子植物科学卓越创新中心副主任王佳伟以《植物再生体系的优化与创新》为题作报告,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所研究员、合肥智能育种加速器大科学装置(海霸设施)首席科学家吴丽芳以《作物快速育种技术研究进展》为题作分享,中国农业科学院作物科学研究所研究员徐建龙以《水稻重要育种目标性状优异基因挖掘与育种利用》为题作报告,华中农业大学教授、崖州湾国家实验室油菜创新团队首席科学家郭亮以《从油菜极硬组学研究到精准设计育种》为题作技术分享,上海市农业科学院作物所所长、上海市水稻产业技术体系首席专家曹黎明以《粳稻不育系和恢复系花培育种应用》为题作分享。
通过研讨会议可以了解到,技术融合创新成为当前首要亮点。通过基因编辑技术精准修饰小孢子基因,结合人工智能算法优化培养条件和流程,实现无人化、自动化和智能化操作,有望突破性状改良效率低等传统难题。其次,区域协同创新同样值得关注,立足长三角一体化发展战略,区域内科研力量正在加速整合。长三角地区科研资源丰富、产业基础雄厚,通过跨区域合作,能够打破地域限制,实现数据、资源和设备的共享,加速科研成果转化。此外,产学研用一体化创新模式同样引人注目。论坛汇聚了专家学者、科研人员、育种工作者及企业代表,从基础研究到技术开发,再到实际应用和市场推广,各个环节的参与者共同交流探讨,让科研成果更贴合市场需求。
三代科研人员接力攻关取得技术突破
“种业是农业的‘芯片’,而单倍体育种技术则是点亮‘芯片’的关键火种。我们经过三代科学家的不懈努力,取得了一定成果。”上海市农业科学院党委书记、院长蔡友铭介绍,上海市农业科学院深耕农业科技领域数十年,始终将作物育种创新作为核心任务。市农科院生物所植物细胞工程中心作物小孢子育种团队,自1975年起,从大麦小孢子高效培养技术的率先突破,到水稻、小麦、青花菜等十余种作物技术体系的建立,建立了多种作物的高效培养再生技术体系,并培育出一系列优良品种和品系。
据统计,该团队近两年为长三角水稻育种团队培育138份材料、提供14万余株DH植株,承担国家大麦青稞产业技术体系岗位科学家项目,为全国多个科研团队提供技术支撑,充分彰显了上海农业科技的责任与担当。
随着此次研讨会召开,长三角区域农业科技创新共同体正在形成。科研机构、高校与企业之间的壁垒被打破,数据、资源与人才的流动将为小孢子育种技术注入新动能。至此,技术突破不再是孤立的实验室成果,而是连接着田间地头的实际需求。
文:施勰赟