“智能品種智造是未來農業科技競爭的制高點。”崖州灣國家實驗室主任、中國科學院院士李家洋指出，育種“5.0時代”是智能品種的智能培育時代，即培育出的品種要智能、培育品種的技術手段也要智能。

      李家洋表示，智能品種以自主應對環境變化為核心特征，需依靠“種質資源+生物技術（BT）+信息技術（IT）+人工智能（AI）”，培育出能實現最優化的動態調整株型，能有效應對未來氣候變化，實現增產增質、減投減損的作物品種。

      日前，在2025種子大會暨南繁硅谷論壇上，李家洋作題為《育種5.0：智能品種的智能培育》的主旨報告，對“智能品種智造”的理念與實踐作分析解讀。

崖州灣國家實驗室主任、中國科學院院士李家洋

      什么是智能品種？

      育種科技進步持續推動糧食單產提升，而育種科技本身的進步，則仰賴于基礎科學的突破。

      回顧過往，作物育種學在過去的100年里，先后歷經馴化育種、遺傳育種（雜交、誘變）、分子育種（分子標記輔助、轉基因）、精準育種（基因編輯、分子設計）等階段，平均每20年就會得到一次跨越式螺旋式的發展，呈現出高速發展態勢。

      如今育種“4.0時代”已成為現實。在水稻育種上，分子設計育種引領了品種升級換代，通過分子設計育成的“中科發”系列水稻品種已成為東北優質稻主產區的主導品種。

      科學發展不斷向前。李家洋指出，下一階段的品種培育重點需解決幾大核心問題，一是既高產又穩產，二是應對極端氣候變化，三是根據發育階段動態優化理想株型，四是能量利用高效（增加光合作用與光合產物利用效率） ，五是資源環境友好（提升農業資源利用效率減少污染），六是即營養又健康（不僅吃得飽吃得好，還要吃的健康） 。

      “智能品種以自主應對環境變化為核心特征。”李家洋介紹，智能品種能夠根據外界環境的變化，啟動與之相應的分子調控通路，實現作物能量轉化利用的動態調控，在生長與抗性之間的協同優化。

      能夠在不同發育階段最優化的動態調整株型，提升光能、肥料、水等農業資源的利用效率，能夠應對未來氣候變化帶來的抵抗生物脅迫以及非生物脅迫，最終實現增加糧食產量，提高食物食味與營養品質，減少化肥農藥等農業資源的使用，減少自然災害損失。

      智能品種如何智造？

      那么，智能品種的關鍵農藝性狀有哪些？

      李家洋介紹，智能品種需要實現“兩增兩減”。在增產上，擁有智慧株型、高光效、特早熟、源庫平衡等產量性狀。在增質上，擁有營養品質、蒸煮食味品質、儲藏品質、重金屬低積累等品質性狀。在減投上，擁有養分利用、節水、再生、抗除草劑等綠色性狀。在減損上，擁有抗旱、抗高低溫、抗病蟲、抗倒伏等抗逆性狀。

      “育種5.0時代是智能品種的智能培育時代，即培育出的品種要智能，而培育品種的技術手段也要智能。”李家洋指出，在技術路徑層面，智能品種智造需實現“種質資源+生物技術（BT）+信息技術（IT）+人工智能（AI）”的結合。

      目前，AI賦能作物育種研究用于表型的精準預測，融合大數據、人工智能等多技術的育種平臺正在成為現實。水稻、玉米的“智慧株型”研究也登上了國際頂級學術期刊。

      此外還有不少成功案例，由國內科研工作者改良培育的番茄、水稻品種能夠“自主應對環境變化”，實現了順境增產逆境穩產。在應對未來氣候變化時，野生種質資源如多倍體野生稻，展現出遠超栽培稻的耐逆能力，李家洋院士團隊的“異源四倍體野生稻從頭馴化開辟全新育種方向”引發廣泛關注。

      人工智能與生物技術是相互促進的。機器學習、深度學習、蛋白質結構預測、大語言模型、AI科學家等AI技術的興起，勢必將極大程度地促進育種科技進步。

      “智能品種智造，一定能在未來的10年至20年內實現。”李家洋認為。

      作者 | 張植宏

      攝影丨吳秒衡

      編輯丨農財君

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