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提升湖北乃至全國(guó)農(nóng)業(yè)育種技術(shù)裝備水平

國(guó)之重器“神農(nóng)設(shè)施”完成預(yù)研

“神農(nóng)設(shè)施”預(yù)研項(xiàng)目——環(huán)境智能可控系統(tǒng)。（中科院武漢植物園供圖）

湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 文俊

閱讀提要

“一粒種子可以改變一個(gè)世界，一項(xiàng)技術(shù)能夠創(chuàng)造一個(gè)奇跡?！绷?xí)近平總書(shū)記指出，要下決心把民族種業(yè)搞上去，抓緊培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，從源頭上保障國(guó)家糧食安全。

如何讓小種子迸發(fā)大能量？3月5日，湖北日?qǐng)?bào)全媒記者走進(jìn)中國(guó)科學(xué)院武漢植物園光谷園區(qū)，一座全透明的玻璃建筑中，大科學(xué)裝置國(guó)家作物表型組學(xué)研究設(shè)施——“神農(nóng)設(shè)施”已完成預(yù)研。在這里，每一次發(fā)芽，開(kāi)花、生長(zhǎng)，皆被記錄；每一刻風(fēng)聲蟲(chóng)鳴、陽(yáng)光雨露，均可掌控。

“‘神農(nóng)設(shè)施’建成后將是國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域首個(gè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。”中國(guó)科學(xué)院武漢植物園研究員張全發(fā)介紹，通過(guò)預(yù)研已實(shí)現(xiàn)人工智能可控的全生境模擬，在全球處于領(lǐng)先地位。

提高育種效率一倍以上

大科學(xué)裝置是面向國(guó)際科技前沿、瞄準(zhǔn)重要科技目標(biāo)的重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，能為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)和社會(huì)發(fā)展作出戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和前瞻性貢獻(xiàn)。

“神農(nóng)設(shè)施”為什么能建在湖北？張全發(fā)說(shuō)，湖北位于亞熱帶與溫帶氣候過(guò)渡地帶，適合國(guó)內(nèi)主要農(nóng)作物生長(zhǎng)。地處“長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶”中部城市群，武漢占據(jù)“九省通衢”的地理優(yōu)勢(shì)、生態(tài)優(yōu)勢(shì)，在國(guó)家農(nóng)業(yè)科技戰(zhàn)略和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占具有重要地位。同時(shí)，湖北具備農(nóng)業(yè)科教人才優(yōu)勢(shì)，擁有建設(shè)“神農(nóng)設(shè)施”的人才隊(duì)伍基礎(chǔ)和眾多的未來(lái)用戶(hù)群體。

據(jù)介紹，自2018年5月起，湖北省與中國(guó)科學(xué)院就“神農(nóng)設(shè)施”在鄂落戶(hù)進(jìn)行多輪積極溝通。2019年，中國(guó)科學(xué)院與湖北省共建作物表型組學(xué)聯(lián)合研究中心推動(dòng)“神農(nóng)設(shè)施”建設(shè)，核心科學(xué)團(tuán)隊(duì)成員分別來(lái)自中國(guó)科學(xué)院、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)、中種集團(tuán)等科研院所、高校和企業(yè)?！吧褶r(nóng)設(shè)施”的五個(gè)分系統(tǒng)、六個(gè)環(huán)境模擬艙的負(fù)責(zé)人均由相關(guān)領(lǐng)域的著名學(xué)者和技術(shù)專(zhuān)家組成。

據(jù)介紹，“神農(nóng)設(shè)施”將具備每年50萬(wàn)株—100萬(wàn)株植物的基因型、主要表型特性和相關(guān)大數(shù)據(jù)采集與解析能力，實(shí)現(xiàn)育種過(guò)程的設(shè)計(jì)性、預(yù)見(jiàn)性和可控性，提高育種效率一倍以上。

種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”

倉(cāng)廩充實(shí)、餐桌豐富，種業(yè)安全是基礎(chǔ)。今年的中央一號(hào)文件提出，打好種業(yè)翻身仗。

近些年，我國(guó)種業(yè)有很大進(jìn)步，但受育種及栽培等因素影響，單產(chǎn)與世界先進(jìn)水平還有差距。種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，正如農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司副司長(zhǎng)孫好勤所說(shuō)，我國(guó)種業(yè)自主創(chuàng)新水平與發(fā)達(dá)國(guó)家還有差距，特別是核心技術(shù)創(chuàng)新不足，亟需加大育種核心技術(shù)創(chuàng)新。

記者獲悉，目前，由全國(guó)50余家單位、10余個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組成的作物表型組學(xué)戰(zhàn)略聯(lián)盟正式建立，圍繞“神農(nóng)設(shè)施”建設(shè)，布局全國(guó)、學(xué)科齊全的自主研發(fā)人才團(tuán)隊(duì)已構(gòu)建，為設(shè)施實(shí)現(xiàn)世界一流水平提供了堅(jiān)實(shí)的人才基礎(chǔ)。

張全發(fā)介紹，“神農(nóng)設(shè)施”是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的國(guó)之重器，設(shè)施建成后將是國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域首個(gè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，成為我國(guó)作物分子設(shè)計(jì)育種研究與應(yīng)用的加速器，將顯著提升我國(guó)生命科學(xué)研究水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，是邁向農(nóng)業(yè)科技強(qiáng)國(guó)的重要基礎(chǔ)。該設(shè)施將在我國(guó)生命科學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的前沿基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究中發(fā)揮重要的支撐作用，為我國(guó)2030—2035年實(shí)現(xiàn)作物分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)的國(guó)際引領(lǐng)和突破性新品種的培育提供標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)平臺(tái)，為保障國(guó)家糧食安全和農(nóng)業(yè)核心科技跨越發(fā)展作出前瞻性、戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn)。

支撐“武漢·中國(guó)種都”建設(shè)

“具備高標(biāo)準(zhǔn)的可控環(huán)境、實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)整合是達(dá)成‘神農(nóng)設(shè)施’科學(xué)目標(biāo)的兩大必備條件?！睆埲l(fā)說(shuō)，除了通過(guò)預(yù)研已實(shí)現(xiàn)人工智能可控的全生境模擬，科研人員還自主研發(fā)了各種高通量表型數(shù)據(jù)采集設(shè)備與解析軟件，保障數(shù)據(jù)開(kāi)放性，避免進(jìn)口設(shè)備受制于人難以實(shí)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)整合的問(wèn)題。

“神農(nóng)設(shè)施”將大幅提升湖北乃至全國(guó)農(nóng)業(yè)育種技術(shù)裝備水平，充分滿(mǎn)足周邊主要用戶(hù)群體，如研究院所、高等院校、種業(yè)集團(tuán)公司等育種研發(fā)的迫切需求，支撐武漢東湖綜合性國(guó)家科學(xué)中心及“武漢·中國(guó)種都”建設(shè)，為國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)奠定基礎(chǔ)，以大設(shè)施輻射帶動(dòng)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶產(chǎn)、學(xué)、研一體化，服務(wù)國(guó)家種業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。

在新一輪科技創(chuàng)新中，湖北已明確建設(shè)綜合性國(guó)家科學(xué)中心，而重大科技基礎(chǔ)設(shè)施是必要條件。

據(jù)悉，“神農(nóng)設(shè)施”已選址東湖高新區(qū)光谷科學(xué)島，正在與規(guī)劃部門(mén)形成詳細(xì)的土地規(guī)劃方案。目前，中國(guó)科學(xué)院與湖北省人民政府正在聯(lián)合申報(bào)國(guó)家“十四五”重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃項(xiàng)目。