風、溫、光、水、氧氣等均可調節,比傳統育種方式快2至3倍……第三十一屆中國北京種業大會主會場設在通州區,通州區發布板塊包括“作物快速育種服務平台”等4項內容。日前,記者走進北京通州國際種業科技園區,提前探祕剛剛投入使用的農作物育種加速器,感受科技育種的魅力。
種子住進量身定制“集體宿舍”
走進北京通州國際種業科技園區,農作物育種加速器就藏在這裏。
剛剛投入使用的玻璃溫室加代室管理極其嚴格,工作人員需要通過風淋系統潔淨後刷臉進入,以更好保護正在裏面生長的植物們。加代室裏寬敞明亮,撲面而來的暖風讓人感覺舒適,這裏並沒有大片的土地,作物們站在“種植盆裏”,享受着舒適的環境,種植盆中插着白色管线,“這是水肥一體化的滴灌裝置,可以讓作物按需喫飽、喝夠。”工作人員介紹道。
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。在室內全人工光生長室內,從門口的透明玻璃望去,植物們井井有條地住進了“集體宿舍”。這裏配備有高標准的環境控制、種植系統、補光系統和智能數字化系統,配備的補光燈是5通道的可調控光源,能實現作物全周期生長的動態光環境精准自主調控。平台的建設能創造較大的社會價值,爲中國育種事業和科研單位提供“拎包入住”式的高標准快速加代共性服務平台,幫助研發單位开展快速的品種選育、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。
推开番茄培育室,上下兩層的白色種植架上,一盆盆綠色的番茄莖葉翠綠,綠色、紅色的果實已經掛上了枝頭。“番茄現在已經進入坐果期,出於育種需要我們只留兩穗果,目前生長狀況良好。”工作人員許理文介紹道,室內生長室採用全人工光,精准的智能水肥控制,比傳統育種方式快2至3倍,目前可以滿足番茄、小麥、水稻、玉米、大豆、綠豆、生菜等作物的育種,實現一年四代甚至七代的繁育。
在玉米生長室裏,玉米稈上掛滿了飽滿的玉米穗,“目前我們培育的玉米已經完成授粉,兩周後就可以通過胚挽救的方式,進入下一代了。”北京農林科學院玉米研究所分子檢測中心主任王鳳格介紹,進入加速器後,玉米從播種到取胚,整個生長季只需要70天左右。按照一周年時間來計算的話,玉米在加速器裏一年可實現五代育種,如果不通過加速器,在北方,玉米只能育一代,即使到海南南繁,一年也只實現兩代。
“我們就是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道,目前我國育種水平同發達國家相比,仍相當落後,這就需要科研人員加快速度,培育新品種,趕追發達國家水平。所謂加速器,就是爲植物生長營造所需的環境條件,包括風、溫、光、水、氧氣等,在於家務的加速器內都可以進行調節。
“自然界有的,我們仿照,自然界沒有的,我們創造,在這裏,植物可以充分地進行光合作用。”王憲龍表示,在光節奏方面,以小麥爲例,目前我國最高的人工光光照實驗每天照射時間爲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爲8小時,22小時就相當於要照射三天。在光質方面,太陽光50%以上爲紅外光,這些紅外光只是發熱,並不參與植物的光合作用。“在育種加速器裏,我們採用了固態照明Solid lighting,可以精准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,北京農科院玉米所、蔬菜所、生物所开展合作,在玉米、水稻、大豆、小麥、綠豆、小豆、番茄、生菜等作物上开展快速加代育種試驗。
明年下半年再添育種高科技平台
多年來,北京通州國際種業科技園區致力爲入園單位和種業行業提供高質量的種業創新研發和成果轉化服務,運用育種前沿技術,高標准搭建和運營共性技術服務平台,在前期建立運營分子育種、基因編輯、轉基因技術服務平台,品種展示評價與生物育種試驗示範平台基礎上,進一步完善服務能級,提高新質生產力發展的着力點,搭建作物育種加速器,逆境表型鑑定服務平台和品種測試大模型,加速種業科技成果商業化、工程化和產業化服務。加速器和逆境表型鑑定平台的建立,與高通量分子育種技術服務相結合,將打造成爲國內規模最大、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。
作物逆境表型鑑定共性技術服務平台佔地10200平方米,打造抗旱、高光效、節水肥、抗寒、耐熱、耐鹽鹼、抗病等7種逆境表型鑑定功能區,配備自動化遮陽系統、通風溼簾系統、高壓噴霧系統、補光系統、空氣源溫控系統、水肥系統、數據採集系統、栽培系統。引入人工智能等先進信息技術與生物技術相結合,通過大數據模型算力,建立精准可控的生態環境模擬,爲育種決策和品種測試提供精准的信息支持。爲育種研發單位就地提供逆境分子遺傳改良、抗性品種選育與改良、種質資源重要性狀精准鑑定、品種測試等共性的育種實踐空間和服務。
據了解,作物逆境表型鑑定共性技術服務平台預計明年下半年完工並投入使用。目前,園區已與中國農科院作物所、中國農業大學、騰訊社會價值、爲村耕智等合作,正在建設作物逆境表型鑑定平台與品種測試大模型。通過建立精准、自主可控的環境模擬、逆境模擬系統,配備高通量的表型數據採集和分析平台,將AI(人工智能)與育種加速器和逆境表型鑑定深度融合,構建有神經性自主算力的品種測試模型,爲育種和研發單位提供抗性品種選育與改良、種質資源重要性狀精准鑑定等共性的育種實踐空間和服務,爲品種抗性鑑定、品種測試提供高效路徑,爲品種審定提供數據支撐和快速測試的模擬場景。
副中心科技助力北京“種業之都”建設
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,8.2萬平方米綜合服務大樓,4萬平方米會展中心,搭建了完善的公共服務平台,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,同時出台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。
借助即將召开的第三十一屆中國北京種業大會的東風,通州區將重點推進現代種業產業強鏈補鏈,進一步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”,爲現代農業高質量發展持續貢獻副中心力量。
標題:來吧,一起探索小小種子的神奇魔法
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