科技改變生活，種子孕育希望。日前，第三十一屆中國北京種業大會在通州區開幕。本屆大會為期兩日，其間，547家重點種業企業、286項成果、833個新品種將精彩亮相。
作為主會場，通州區的育種“秘密武器”可不少。近年來，高通量分子育種、航天育種、組培快繁、育種加速器等一批身懷絕技的種業“黑科技”技術或平臺匯聚通州，科技創新和種業產業深度融合，農業科研平臺建設加速推進。
目前，育種“黑科技”扎堆兒的北京通州國際種業科技園區，正運用育種前沿技術，高標準搭建和運營共性技術服務平臺，建立運營分子育種、基因編輯、轉基因技術服務平臺和品種展示評價與生物育種試驗示范平臺，搭建作物育種加速器等，進一步完善服務能級，提升新質生產力。
一間間實驗室里，科技范十足的育種技術正在助力中國種業振興。
高通量分子育種平臺：
育種技術進入“大數據”時代
一粒種子，一季收獲。
種子被比作農業“芯片”。一個指甲蓋大小的芯片內擁有大量晶體管，一粒小小的種子里也有數以萬計的基因。
在北京通州國種業科技園區辦公大樓三層，有一個神奇的實驗室——高通量分子育種服務平臺。
啥叫“高通量”？
通量分子育種是輔助和加速傳統育種的一個方式，主要通過分子標記技術，對植株的基因進行檢測標記，進行分子層面的輔助選擇、輔助回交育種、雜交種純度檢驗等。與傳統的分子育種相比，高通量分子育種具有檢測速度更快、成本更低、通量更大等特點，能夠更高效地對更多植株進行檢測和結果反饋，為育種大量繁瑣的前期工作按下快進鍵，大幅提升育種進程、縮短育種周期，讓育種技術進入“大數據”時代，快速選育優質種源，讓種業擁有更多“中國芯”。
走進平臺的基因分型室，工作人員正在為先正達、北京市農林科學院、寧波農學院等企業、科研機構進行分子育種實驗。這里有件“秘密武器”。“例如一個育種群體檢測200個后代單株，每次檢測4個抗病標記，使用Douglas一次可檢測將近300個群體，約60000個單株。”平臺相關負責人單云鵬指著一臺黑色大機器介紹，“這是全球領先的Douglas的SNP Array Tape分型儀，即PCR擴增設備。目前科研院校進行基因檢測都是小型PCR儀，檢測反應一次最多能完成384個樣本，而Douglas單次檢測通量是小型設備的600倍。”而且，利用這套大型集成化設備，經過反應體系配置、反應過程、結果掃描等步驟，檢測數據能夠直接在電腦里判讀。該設備代表了當前分子輔助育種的最高通量。
平臺里的“秘密武器”不止這個“黑匣子”。在另一間實驗室內，國內首臺無人值守磁珠法核酸提取工作站正在利用機械臂輕松實現樣本DNA提取、轉移等，這也是由該平臺直接參與研發的成果。“這是一臺自動化提取設備，可以通過磁珠法進行種子DNA提取，實現24小時無人值守工作模式。一天8小時就能提取4000—5000份樣品種子，是人工的20倍。”單云鵬說。
這些先進設備，都是“高通量”團隊里的骨干。單云鵬介紹，該平臺是由通農檢測技術有限公司打造的農作物分子育種服務平臺、多維服務的農作物種子質量檢測平臺、物聯網信息服務平臺和種質資源共享平臺，目前與全國400多家種業科研和育種單位合作，提供智能化管理及種質資源存儲、交流優質服務。作為種業關鍵共性技術服務平臺，該實驗室匯集700余臺先進大型分子檢測儀器設備，技術目前屬于世界領先水平。
航天育種：
太空誘變加速育種速度
如今，種子不僅在田野間生根發芽，更有機會遨游太空。什么是航天育種？上過太空的種子又有啥不同？記者走進今年的參展企業、航天育種知名公司——神舟綠鵬一探究竟。
走進神舟綠鵬辣椒示范展示大棚內，推開大門，香濃的辣椒味兒鉆進鼻腔，螺絲椒、牛角椒、羊角椒、線椒等品種掛滿枝頭。“現在我們的辣椒已經碩果累累，正值最佳觀摩期，現在來參觀，可以現場考評辣椒的長勢、抗病性、連續坐果力、總體產量等各個性狀指標。”公司市場部總監劉春平介紹道。
神舟綠鵬農業科技有限公司專門從事航天育種技術研發、新品種培育和成果轉化推廣，在通州國際種業園區擁有約400畝航天育種核心示范基地，包括研發中心、全智能溫室、植物組培工場、育苗工場和各類大棚設施。
辣椒是國內消費量巨大的蔬菜作物之一，神舟綠鵬將其作為重點選育方向之一。“棚里的這些示范資源主要通過航天搭載它的親本材料，再經過地面的多代選育，篩選出優秀品種，再結合其各自性狀特點在不同地區推廣。”劉春平舉例道，航椒S605是微辣型辣椒，比較適合華北地區像北京地區消費者的飲食口感，航椒S608是濃辣型的品種，重點在西北等更能吃辣的地區推廣；針對北方越冬茬，公司又開發了航椒S618。“這屬于中辣型，品種整體抗寒性比較好，冬季低溫期能持續坐果，作椒率高，農戶長季節種植整體收益高。”劉春平解釋道。
航天搭載實際上是一個物理誘變的過程，親本材料被帶到太空后，在受到射線、真空、磁場以及人類未知因素的影響下，搭載材料自身發生基因突變。與傳統育種技術相比，航天育種最大的優勢在于空間誘變材料的有益變異概率高、育種周期短，可在相對較短時間內創制出具有高產、早熟、抗病等優良性狀的種質資源。劉春平說：“這些突變材料是選育過程中非常難得的材料，航天育種最大的優勢就是能夠增加親本的變異幅度，加速育種進程。”
今年的種業大會，該公司應邀參展，在展區市民可以看到神秘的航天育種成果“大禮包”，包括香甜酥脆的薄皮甜瓜、軟糯清甜的厚皮網紋甜瓜、品質類水果番茄以及各種類型的辣椒品種等。劉春平說：“歡迎大家到神舟綠鵬航天育種基地來觀摩考察新優品種。”
目前，神舟綠鵬展示區內種植的各類番茄、甜瓜品種超過400種。作為中國航天科技集團有限公司成員企業，神舟綠鵬農業科技有限公司專業從事航天工程育種技術研發、新品種選育、成果推廣等一體化工作，深耕太空育種多年，其研發的不少果蔬品種已進入北京超市，端上百姓餐桌。
組培脫毒：
實現種源快繁
拿出原材料，用刀切成單芽或團芽，再用鑷子輕輕放入新的培養器里，全程無菌操作。在神舟綠鵬公司組培室內，科研人員正通過組培技術手段，實現草莓、蘆竹的種源快繁。
一排排架子上，一罐罐透明的無菌培養器擺放整齊，高矮不同的綠苗生長旺盛。“普通情況下，一顆種子只能生長出一棵苗，組培技術手段不需要種子，只需要植物的一個葉片、一塊根系等微小部分，通過組培快繁技術，短時間內就可以繁育出成百上千棵一樣的植株，提升繁育效率。”神舟綠鵬組培中心技術負責人李珊珊介紹道，現在北京市內銷售的草莓、新疆地區種植的蘆竹，就有不少是神舟綠鵬的“組培種子”。
除了能夠實現快繁，組培技術手段還擁有節省土地、去病毒、復壯品種、可進行無性繁殖等多個優勢。目前，神舟綠鵬組培中心已自主建立了30多種涉及100多個品種的蔬菜、花卉和果樹林木的組培快繁技術，提高了種苗的繁殖效率；建立了草莓、樹莓、百合等種苗的組培脫毒技術體系，并實現了脫毒種苗的產業化生產。
農作物育種加速器：
“育種王國”環境條件可調節
種子是農業的“芯片”，種業發展關乎農業生產和糧食安全的命脈。北京通州國際種業科技園區今年剛剛建成并投入使用的農作物育種加速器，在科技的加持下，讓育種實現了“超速度”。
農作物育種加速器包括1400平方米室內全人工光生長室和9200平方米玻璃溫室加代室，從外觀看更像一個巨大的“透明盒子”。
經過風淋系統潔凈后，記者刷臉進入全部由玻璃打造的溫室加代室，抬頭望去，滿目都是“機械臂”。“風淋、刷臉，都是為了更好地保護植物。頭頂的這些機械臂全部由電腦控制，植物們熱了、冷了都可以通過數據監測實現溫度、濕度的自由調節。”工作人員介紹。
加代室里寬敞明亮，撲面而來的暖風讓人感覺舒適，這里并沒有大片的土地，作物們“站”在種植盆里，享受著舒適的環境。盆中插著白色管線，“這是水肥一體化的滴灌裝置，可以讓作物按需吃飽、喝夠。”工作人員表示。
在室內全人工光生長室內，植物們井井有條地住進了“集體宿舍”。這里配備有高標準的環境控制、種植系統、補光系統和智能數字化系統，能實現作物全周期生長的動態光環境精準自主調控。
這里為中國育種事業和科研單位提供“拎包入住”式的高標準快速加代共性服務平臺，幫助研發單位開展快速的品種選育、改良，尤其是生物性狀（轉基因）快速導入、種質材料快速擴繁，是北京持續培育農作物種業新質生產力的最新快速孵化器。
“我們相當于建立了一個育種王國。”農作物育種加速器技術負責人王憲龍解釋，植物生長所需的風、溫、光、水、氧氣等環境條件，在于家務的“加速器”內都可實現調節。“自然界有的，我們仿照，自然界沒有的，我們創造。在這里，植物可以充分地進行光合作用。”王憲龍以光節奏舉例，比如小麥，目前我國最高的人工光光照實驗每天照射時間為22個小時，但在北方的冬天自然條件下每天太陽光照射時間僅為8小時，22小時就相當于要照射三天。在光質方面，太陽光50%以上為紅外光，這些紅外光只是發熱，并不參與植物的光合作用。而在育種加速器里，則采用了固態照明Solid lighting，可以精準地選取植物參與光合作用的光譜，提高植物的生長速度和品質，實現高質量育種。
目前，育種加速器已與中國農科院作物所，北京市農林科學院玉米所、蔬菜所、生物所開展合作，在玉米、水稻、大豆、小麥、綠豆、小豆、番茄、生菜等作物上開展快速加代育種試驗。
除了加速器，逆境表型鑒定平臺正在建設，明年有望投入使用。未來，兩者將與高通量分子育種技術服務相結合，打造成為國內規模最大、通量最高的作物快速育種服務體系，實現目標品種快速選育和改良。
近年來，城市副中心持續助力北京打造“種業之都”。目前，北京通州國際種業科技園區擁有千畝新品種展示基地、3千畝生物育種基地、3萬畝育種展示基地，搭建起完善的公共服務平臺，70余家院所高校和企業入駐，育成玉米、小麥、蔬菜等突破性優勢品種100余個。通州區還出臺了支持種業專項政策，創新要素正在加速聚集，助力打造種業創新高地。借助第三十一屆中國北京種業大會的東風，通州區將進一步推進現代種業產業強鏈補鏈，聚集和豐富種業產業關鍵生產要素，助力北京打造“種業之都”，為現代農業高質量發展持續貢獻副中心力量。
