魯網8月26日訊（記者 王玉龍 魏雪）在北京大學現代農業研究院的實驗室里，副院長張興平研究員正凝視著屏幕上復雜的西瓜基因組序列。這些螺旋結構的背后，隱藏著解決西瓜抗病性、甜度、口感的密鑰。

      幾個月前，他和團隊剛剛在《自然—遺傳學》發表了西瓜屬高質量基因組圖譜，成功構建了植物領域首個端粒到端粒（T2T）屬級超級泛基因組。

      這項突破性研究為作物育種帶來了前所未有的精準地圖，標志著我國從“經驗育種”向“精準設計育種”跨越的革命性轉變。

      從甘肅農民之子到國際頂尖育種專家，張興平博士用四十載春秋詮釋了一粒種子如何改變一個產業、造福萬千農戶。

      農民之子，胸懷大地情深

      張興平與農業的緣分，始于中國西北部的一個小村莊。他出生于甘肅武威的一個農民家庭，童年記憶里充滿了父母在田間辛勤勞作的身影。

      “流汗多、收益低”，這是張興平對農業最初的感受。正是這種切膚之痛，讓“要讓農民生活得更好”的夢想從小在他心里生根發芽。

      帶著這個樸素的愿望，張興平走上了農業科學研究之路。他上大學、讀研究生、留學美國，博士畢業后從美國的小公司育種家做起，后來任職于世界最大的農業科技公司之一的先正達公司，負責全球瓜類作物研發。

      在先正達期間，張興平平均一年的飛行里程大約繞地球四到五圈，足跡遍布地球每一個重要農業產區。因他在西瓜領域的突出貢獻，2003年獲得先正達科學技術獎，2018年榮獲國際葫蘆科學術大會“終身成就獎”。

      2013年，他選擇回國繼續從事農業研究工作，“出國深造是為了中國農業，我回國發展還是為了中國農業”。

      回國后，張興平發現中國農業要強大，最缺的是人才——“需要懂農業科學技術的管理者！”

      2017年，張興平與北京大學現代農業研究院鄧興旺博士相識。他被濰坊多樣的農業生產模式、種植方式和齊全的要素所吸引，認為這里是“農業研究的黃金地帶”，義無反顧地一頭扎進這座位于山東省濰坊市峽山區峽山水庫岸邊的新型研發機構，組建了作物遺傳與種質創新平臺，并以平臺為依托積極申報并獲批濰坊市瓜果種質創新重點實驗室。

      作為農業育種科學家，張興平對種業有著形象而深刻的認識：“種子是農業的芯片，好的農產品都是從好的種子開始的”。他進一步解釋：“如果種子是農業的芯片，那么基因就是種子的芯片”。

      為了解決種業“卡脖子”問題，張興平帶領團隊專注于四個方面：種質創新、基因挖掘、技術平臺搭建和人才培養。他們搭建了一個能夠迅速研發出好種子的技術平臺，全國乃至全球各類高層次人才被“磁力”吸引紛沓而來，到目前全院已經有接近900人的研發隊伍，他自己親率的研發團隊已經有三十多人。

      解析基因，繪制精準地圖

      2022年，張興平研究員組織率先構建了端到端無空隙栽培西瓜參考基因組，成果發表在《Molecular Plant》雜志上，美國農業部資深瓜類遺傳學家Amnon Levi博士高度評價了該項工作：“這是一項了不起的工作，也是對西瓜基因組學的最大貢獻。”

      2023-2024年，張興平研究員陸續完成了西瓜屬全部7個種端到端無空隙超級泛基因組完整圖譜繪制，為精準分子設計育種提供了最全面的參考基因組，對加速抗病品種選育、促進西瓜產業高效發展具有重要意義。

      2024年7月，張興平團隊在《自然—遺傳學》發表了重大研究成果——西瓜屬端粒到端粒超級泛基因組。

      該項研究繪制了西瓜屬現存7個種的28份代表性材料的端粒到端粒高質量基因組圖譜，是植物領域首個T2T屬級超級泛基因組。7個種包括：唯一的雌雄異株-羅典西瓜，適應沙漠環境的缺須西瓜和熱迷西瓜，藥西瓜，飼用西瓜，黏籽西瓜，以及栽培西瓜。

      “相當于提供了一張目前最全面、分辨率最高的西瓜基因組地圖”，張興平團隊成員張宜林如此評價這項成果。這張基因組地圖比原來增加了11,225個新基因，數量上增加了約50%，還鑒定出了46萬個結構變異。

      這些新基因都是從野生西瓜種中發現的，包含了栽培西瓜中沒有的大量抗病耐逆基因，是培育抗病耐逆新品種的寶貴資源。

      基于超級泛基因組圖譜，團隊揭示了西瓜屬的基因組演化歷史；挖掘了與葫蘆素含量、含糖量、果肉著色等重要性狀相關的功能基因結構變異；發現了在西瓜馴化過程中，伴隨著多個與含糖量增加、果肉變紅相關的基因簇擴張，大量丟失的抗病功能相關的基因簇。

      另外，團隊近期育成的三個類型西瓜新品種在第二屆中國（海南）國際西甜瓜發展大會（2024年）上分別斬獲相應組別一等獎，包攬山東全省重要獎項。

      2025年7月，北京大學現代農業研究院與山東移動聯合發布了作物育種大模型（BreedingGPT）。

      該大模型旨在加速從“經驗育種”向“精準設計育種”的跨越，聚焦科研問答、基因解析、文獻檢索和科研助手四大核心場景，深度融合大模型技術，成功構建出面向現代作物育種的全鏈條精準設計育種平臺。

      BreedingGPT整合中英文優質學術論文信息，通過檢索增強生成技術建立最全面的作物育種知識庫，使大模型具備泛化認知能力。大模型知識庫采集了橫跨245年內2835萬余篇生物專業文獻，匯聚農業在線圖書館、數據庫海量高質量農業信息超10TB。

      “這項技術將徹底改變傳統育種模式”，張興平表示。“人工智能賦能作物育種，將大大縮短育種周期，提高育種精度，為實現糧食安全提供關鍵技術支撐。”

      科技惠民，助力鄉村振興

      張興平始終不忘“讓農民生活得更好”的初心。他認為：“讓農民增收是衡量農業項目的唯一標準”。

      他如此解釋團隊的研究：“我們把野生瓜果里邊優秀的抗病蟲害基因、耐熱耐寒基因通過雜交轉移到個頭大、又甜又好吃的瓜果上，同時把不好的基因淘汰掉。”“通過技術提升作物抗病性，作物少用農藥，成本降了，品質高了，消費者吃到更加安全健康的食品，就會更愿意購買這種食品，農民的收益就增加了，這是一舉多得的事情。”

      近年來，他帶領團隊通過分子設計育種和加速育種技術，實現了瓜菜類作物優良性狀的快速轉育，創制了受農民和消費者喜愛的優質美味新品種，特別是西瓜新品種。現已申請13項植物新品種保護權，促成了6個番茄品種以及4個西瓜品種的在濰坊等多地的成果轉化，2024年西瓜W102品種在甘肅武威的種植面積突破1000畝，夏季青果日銷售量高達6萬個單瓜，種子銷售量超過500公斤，種植面積約5000畝，每畝產值約為25000元，訂單一直處于供不應求狀態。

      除了科研工作，張興平還積極投身科普工作。他表示要“通過舉辦農業科普講座、送科技下鄉、開展科技志愿服務、參加公益性科普教育活動等形式，發揮自身優勢和作用”。

      作為北京大學現代農業研究院副院長，張興平高度重視人才培養工作。他認為，中國農業要實現農民富、農村美、農業強的目標，最缺的是懂農業科學技術的管理者。

      “只有培育一批真正了解中國農民、農村、農業，具有創新能力的科技工作者，才能從根本上解決高端種子依賴國外，農產品種植和加工技術相對落后等問題。”

      基于此思想，他一直致力于指導一線育種家提升技術和科研能力，促進科研合作和落地轉化。他在北京大學現代農業研究院以及濰坊現代農業山東省實驗室聯合舉辦的四期“分子育種研修班課程”中發揮了重要作用，自2022年以來研修班已有130余名學員，其中有外籍學員8名，研修班通過介紹育種前沿知識并結合實地考察的方式，向學員充分展示濰坊農業產業發展模式、分子檢測和性狀定向改良等現代生物技術在育種中的應用以及現代農業優質、綠色、品牌化發展理念。這一舉措促進了濰坊市農業育種領域研究的國際化，吸引了外籍學員表達了來濰工作的強烈意愿，也為濰坊市農業發展模式宣傳作出重要貢獻。

      目前，張興平團隊正在搭建一個能夠迅速研發出好種子的技術平臺。“我們已經搞了5期分子育種研修班MBA，今年9月要搞第六期，未來我們想把這件事情持續做下去，為種質創新和種子研發培養一批頂尖的科研人才。”張興平說。

      在實際研究中，張興平注重團隊協作。據團隊成員介紹，“大團隊每周都會召開會議，匯報進度，討論遇到的問題，并根據實際情況調整計劃”。靈活性、團隊協作和持續的進度跟蹤，是團隊高效組織管理和持續產出成果的關鍵因素。

      這幾年來，張興平團隊已經將精準設計育種研究領域向爆裂玉米、強筋小麥、盆栽番茄、特色甜瓜等方向延伸，并分別取得了明顯的效果。“不能給農民帶來實際收益的技術，都是零！”“產業需要什么我們就應該研發什么，做出一個好的品種，那么多的農民會受益……”

      “要做好種、好運、好吃的好品種。”張興平站在試驗田邊，目光灼灼：“農業科研只有真正用到農業生產中才有價值！”