“黃淮海和京津冀夏玉米區(qū)環(huán)境特殊，玉米生長期短，旱澇、高溫、寡照、病害等多種逆境頻發(fā)，播種密度多樣、播種質(zhì)量不一、收獲形式多樣，面對如此多的不確定性，我們怎樣保證豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)多抗？”日前，北京市農(nóng)林科學(xué)院玉米研究所研究員趙久然向科技日報記者透露，在即將舉辦的第三十二屆中國北京種業(yè)大會（以下簡稱“種業(yè)大會”）上，有一個“優(yōu)等生”將閃亮登場。這就是新一代智慧品種“京科501”，它基于“新X群×黃歐群”雜優(yōu)模式創(chuàng)新選育，可以主動適應(yīng)不同密度和多樣脅迫環(huán)境，讓種植戶種得放心、種得踏實。

這一玉米新品種的選育，僅是北京市農(nóng)林科學(xué)院發(fā)展種業(yè)科技的一個縮影。多年來，該院主糧、蔬菜、瓜果、水產(chǎn)等育種團隊埋頭攻堅，多個育種成果達到國際領(lǐng)先水平，豐富了百姓餐桌，并為糧食安全提供保障。

經(jīng)驗育種轉(zhuǎn)向設(shè)計育種

“通過人工智能驅(qū)動‘閉環(huán)式智能育種’，我們極大提升了育種精準度與效率。”趙久然說。在即將舉辦的種業(yè)大會上，趙久然團隊還將發(fā)布玉米DNA指紋——Maize6H-60K芯片。這種高密度、高質(zhì)量的SNP芯片，基于388份國內(nèi)外代表性玉米自交系的全基因組重測序數(shù)據(jù)研發(fā)。在此基礎(chǔ)上，團隊成功構(gòu)建了兼容固液芯片平臺的玉米新型分子鑒定技術(shù)。

與其一同亮相的還有“奇稷”（QeeG）大模型，這是國內(nèi)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域首個千萬量級多模態(tài)知識服務(wù)大模型。平臺匯集了糧油果蔬等1165個數(shù)據(jù)集、1.7億條跨域知識規(guī)則，可提供品種篩選、病蟲害識別、智能問答等全鏈條服務(wù)。

事實上，早在8年前，創(chuàng)建這一大模型的中國工程院院士、北京市農(nóng)林科學(xué)院信息技術(shù)研究中心首席專家趙春江團隊就推出了國內(nèi)首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型育種數(shù)據(jù)管理平臺“金種子育種云平臺”。經(jīng)過不斷迭代升級，目前該平臺已服務(wù)268家育種企業(yè)，實現(xiàn)育種全程信息化管理。

“在智能設(shè)計育種4.0時代，利用智能育種軟件實現(xiàn)育種多組學(xué)聯(lián)合分析，可以克服傳統(tǒng)育種方式耗時耗力的難題，加速育種技術(shù)的數(shù)智化轉(zhuǎn)型升級。”北京市農(nóng)林科學(xué)院智能裝備技術(shù)研究中心主任陳立平介紹。

如今，該院突破了多個關(guān)鍵核心育種技術(shù)，獲國際/國家發(fā)明專利授權(quán)100多項，為重大品種培育提供技術(shù)支撐。這些技術(shù)突破與“奇稷”（QeeG）大模型、“金種子育種云平臺”協(xié)同，構(gòu)建起“數(shù)據(jù)—算法—技術(shù)”一體化智能育種生態(tài)，實現(xiàn)了從經(jīng)驗育種到設(shè)計育種的跨越。

提升國產(chǎn)品種國際競爭力

“這小西瓜是不是很可愛？別看它小，它可是家庭消費與電商新寵，一年四季都能供應(yīng)。”北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究所研究員許勇指著西瓜大棚介紹，西瓜新品種“京美2K”突破多基因聚合分子育種技術(shù)，解決了優(yōu)質(zhì)性狀、耐儲運特性與多抗豐產(chǎn)性不能兼顧的難題，打破國外品種壟斷，在北京、山東、河北等西瓜主產(chǎn)區(qū)的市場占有率已超過60%。

歷經(jīng)10余年研究探索和科研積累，北京市農(nóng)林科學(xué)院雜交小麥研究所創(chuàng)立的“中國二系雜交小麥技術(shù)體系”將育種效率提高150%以上，成為我國農(nóng)業(yè)科技中繼雜交水稻之后的又一原創(chuàng)性重大成果。就在不久前，二系雜交小麥品種的高效培育與應(yīng)用獲得第19屆北京發(fā)明創(chuàng)新大賽金獎。

“十四五”期間，北京市農(nóng)林科學(xué)院取得了一系列豐碩育種成果，培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的蔬果新品種500余個，覆蓋全國1800多個市縣。大白菜、西瓜等主要蔬果品種多年被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部選為農(nóng)業(yè)主導(dǎo)品種，創(chuàng)直接經(jīng)濟效益2億元，為菜農(nóng)增收近100億元。玉米品種“京科968”已成為我國東華北春玉米區(qū)種植面積最大的品種，累計推廣近2億畝。

北京市農(nóng)林科學(xué)院取得的成績不止于此。在國內(nèi)，該院首次完成我國玉米重要核心種質(zhì)黃早四denovo測序和基因組解析，構(gòu)建了首個蔬菜高通量分子育種技術(shù)平臺，為重大品種培育提供基礎(chǔ)；在國際上，該院還率先構(gòu)建了西瓜、南瓜、白菜和花椰菜等蔬果作物的全基因組圖譜與變異組圖譜，挖掘60余個重要性狀關(guān)鍵基因。

“我院蔬果良種已出口至美國、日本、越南等20余國。我國種植面積最大、范圍最廣的鮮食玉米品種‘京科糯2000’，已成為越南等‘一帶一路’共建國家主栽品種。”北京市農(nóng)林科學(xué)院成果轉(zhuǎn)化與推廣處處長鄒國元說，“這不僅為我國農(nóng)民致富和‘菜籃子’工程建設(shè)作出貢獻，還通過技術(shù)輸出助力‘一帶一路’共建國家農(nóng)業(yè)發(fā)展，彰顯了國產(chǎn)品種的國際競爭力。”

優(yōu)化種業(yè)科技創(chuàng)新生態(tài)

“我院育種成果實現(xiàn)了多領(lǐng)域、多鏈條覆蓋，涵蓋農(nóng)作物、畜禽、水產(chǎn)、林果、花卉、微生物六大種業(yè)體系。”北京市農(nóng)林科學(xué)院科研處處長李奇峰介紹，“我們還積極推動種業(yè)技術(shù)創(chuàng)新升級，推動高通量分子育種、農(nóng)作物DNA指紋芯片、基因編輯等一批國內(nèi)領(lǐng)先的育種新技術(shù)與新平臺應(yīng)用推廣，促進農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。”

在北京市財政的大力支持下，北京市農(nóng)林科學(xué)院啟動實施的創(chuàng)新能力建設(shè)專項中專門設(shè)立專題對種業(yè)科研進行長期穩(wěn)定支持，重點強化種質(zhì)資源保護與研究，推動基礎(chǔ)研究突破，打造核心技術(shù)與共性技術(shù)平臺，促進現(xiàn)代育種技術(shù)升級。

如今，北京市農(nóng)林科學(xué)院已建立國家和北京市各類種業(yè)科技創(chuàng)新平臺29個，包括全國重點實驗室1個、國家級工程中心2個、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部重點實驗室6個。各平臺參與共享的大型儀器設(shè)備共計1040臺/套，涉及金額達到6.57億元。同時，該院構(gòu)建的種業(yè)科技創(chuàng)新體系覆蓋了“種質(zhì)資源收集—新理論研究—新品種創(chuàng)制—質(zhì)量控制—推廣轉(zhuǎn)化”全鏈條，系統(tǒng)性、完整性居行業(yè)前列。

“育種技術(shù)已從傳統(tǒng)經(jīng)驗式選擇升級為多學(xué)科融合的精準設(shè)計體系。我們將進一步優(yōu)化人才隊伍布局，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈布局創(chuàng)新鏈與人才鏈，持續(xù)為種業(yè)創(chuàng)新注入動力。”北京市農(nóng)林科學(xué)院黨組成員、副院長楊國航表示。

如今，在北京市農(nóng)林科學(xué)院，玉米、蔬菜、小麥、水果、水產(chǎn)等多個領(lǐng)域都有了學(xué)術(shù)帶頭人，他們帶領(lǐng)年輕的隊伍，甘坐冷板凳、潛心鉆研，為培育更多綠色優(yōu)質(zhì)多抗高效的新品種，始終如一地在育種攻關(guān)道路上奮勇拼搏。