——探訪中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院
 

 

 

 

 

　　南繁，被譽(yù)為“中國(guó)種子的搖籃”，這里孕育的新種良種，從實(shí)驗(yàn)室走向大田，從試驗(yàn)田撒向全國(guó)各地。兩年多前，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院（以下簡(jiǎn)稱“南繁研究院”）成立，始終以保障國(guó)家糧食安全為戰(zhàn)略導(dǎo)向，聚焦農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)性重大科學(xué)問(wèn)題和前沿技術(shù)，以全球動(dòng)、植、微種質(zhì)資源，基因型、表型鑒定、生物安全三大學(xué)科為主責(zé)主業(yè)開(kāi)展工作，為南繁育種增添新生機(jī)和新動(dòng)力。

 

　　隨著南繁作物表型研究設(shè)施、種業(yè)創(chuàng)新中心、國(guó)家野生稻種質(zhì)資源圃等科研基礎(chǔ)設(shè)施和關(guān)鍵共性平臺(tái)逐漸落地，科研共享平臺(tái)集群也逐步成型，“南繁硅谷”正沿著科研項(xiàng)目多元化、科研成果國(guó)際化、科研團(tuán)隊(duì)年輕化的道路穩(wěn)步前進(jìn)。近日，記者來(lái)到海南省三亞市崖州灣，深入探訪中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家南繁研究院。

 

　　

 

　　尖端技術(shù)：加速育種智能化

 

　　表型是指具有特定基因型的個(gè)體在一定環(huán)境下所表現(xiàn)出的性狀的總和，比如水稻的株高、葉長(zhǎng)等，表型研究對(duì)科研育種至關(guān)重要。

 

　　“我們建設(shè)了一個(gè)規(guī)?；⒕珳?zhǔn)化、智能化的國(guó)際一流作物表型鑒定重大科學(xué)設(shè)施。”南繁研究院院長(zhǎng)彭軍說(shuō)。從遠(yuǎn)處看，這個(gè)5.7米高、21米寬的“鋼鐵俠”可以在稻田中沿軌道靈活行進(jìn)，是我國(guó)目前最專業(yè)、技術(shù)含量最高的田間“高通量植物表型平臺(tái)”。站在表型大田前，稍微抬頭，就能從內(nèi)部看到其搭載的激光雷達(dá)、高光譜相機(jī)、深度相機(jī)等十余種監(jiān)測(cè)儀器。其傳感器精度達(dá)95%，能夠提供肉眼無(wú)法識(shí)別出的抗倒伏、抗旱、抗病等多種性狀的詳細(xì)數(shù)據(jù)。

 

　　在南繁研究院作物表型組學(xué)研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席金秀良眼里，“高通量”約等于“規(guī)?；?rdquo;，通過(guò)機(jī)器深度學(xué)習(xí)算法，能得到諸如種子灌漿速率變化等動(dòng)態(tài)發(fā)育中的數(shù)據(jù)。“正在建的還有室內(nèi)表型平臺(tái)，等建成后我們就能利用傳感器掃描單個(gè)植株，檢測(cè)出對(duì)應(yīng)在每個(gè)葉片上的葉綠素含量和光合能力等數(shù)據(jù)，達(dá)到群體和單個(gè)植株在數(shù)據(jù)上的互補(bǔ)。”金秀良介紹，預(yù)計(jì)2024年下半年能實(shí)現(xiàn)表型平臺(tái)室內(nèi)室外同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，比如通過(guò)給水稻穗粒數(shù)和根系做橫切面分析，就能夠得到根系分布均勻程度、深度、面積等數(shù)據(jù)，從而為品種培育提供技術(shù)支持。

 

　　此外，在智能管理方面，記者還探訪了南繁研究院分時(shí)分類(lèi)管理系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理平臺(tái)的最新運(yùn)用情況。

 

　　自2022年11月投入使用以來(lái)，分時(shí)分類(lèi)管理系統(tǒng)以農(nóng)業(yè)遙感、AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為依托，實(shí)現(xiàn)了以地圖形式智能分析育種基地的面積統(tǒng)計(jì)、作物生長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù)，目前已經(jīng)覆蓋了500畝地塊。

 

　　物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理平臺(tái)則是通過(guò)在基地布設(shè)氣象傳感器、土壤傳感器、水體傳感器、蟲(chóng)情監(jiān)測(cè)儀、孢子監(jiān)測(cè)儀等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模育種材料田間試驗(yàn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與智慧管理，對(duì)作物的生長(zhǎng)環(huán)境進(jìn)行分析，檢測(cè)出農(nóng)田的空氣濕度、風(fēng)速、土壤pH值等信息，并采集到作物生長(zhǎng)過(guò)程中的葉長(zhǎng)、葉寬、株高等參數(shù)，判斷不同環(huán)境參數(shù)對(duì)作物生長(zhǎng)的影響程度，從而服務(wù)育種。

 

　　“晚上誘蟲(chóng)燈把蟲(chóng)吸引進(jìn)儀器，蟲(chóng)被電網(wǎng)烘干后會(huì)落到采集盤(pán)上，每天23點(diǎn)拍照上傳系統(tǒng)，我們?cè)龠M(jìn)一步檢測(cè)作物的抗蟲(chóng)性。以前需要人每天去觀察，現(xiàn)在這樣可以節(jié)約30%的人力成本。”大數(shù)據(jù)智能設(shè)計(jì)育種團(tuán)隊(duì)的“90后”成員何坤輝介紹道。

 

　　

 

　　轉(zhuǎn)化成果：為產(chǎn)業(yè)和育種服務(wù)

 

　　南繁研究院主要圍繞表型鑒定、種質(zhì)資源、生物安全三個(gè)方面展開(kāi)科研攻關(guān)，正為海南農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的重點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題提出解決方案。

 

　　“我們按照‘地方出題、我院攻關(guān)’的總體思路，當(dāng)?shù)胤缴a(chǎn)遇到問(wèn)題時(shí)，院里就帶專家、帶技術(shù)去解決他們的問(wèn)題。”彭軍說(shuō)，南繁研究院籌劃組建了9支鄉(xiāng)村振興科技專家服務(wù)團(tuán)，為三亞市特色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)、優(yōu)勢(shì)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)提供科技支撐服務(wù)，在病蟲(chóng)害防治技術(shù)等方面培訓(xùn)了三亞市當(dāng)?shù)剞r(nóng)民、技術(shù)員、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安檢員等1217人次，并在五星村、馬山縣、定安縣等地進(jìn)行了發(fā)展調(diào)研和助農(nóng)指導(dǎo)。

 

　　今年6月，南繁研究院與海南自貿(mào)區(qū)沃佳實(shí)業(yè)有限公司簽署產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議。7月，在全國(guó)農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化崖州灣分中心，南繁研究院與創(chuàng)新國(guó)際咨詢研究院有限公司簽署首單粳稻品種獨(dú)家代理許可簽約儀式。

 

　　南繁研究院牽頭建設(shè)的全國(guó)農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)移服務(wù)中心/國(guó)家種業(yè)科技成果產(chǎn)權(quán)交易中心崖州灣分中心于2022年7月正式揭牌成立，發(fā)布并展示了中國(guó)農(nóng)科院、中國(guó)熱帶科學(xué)院、海南大學(xué)等崖州灣科技城入駐企事業(yè)單位的1459件成果。2023年1月至今，其助力中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、水稻研究所等單位在全國(guó)農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化崖州灣分中心進(jìn)行推廣與轉(zhuǎn)化，預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)化金額超200萬(wàn)元。

 

　　

 

　　人才匯聚：頂尖團(tuán)隊(duì)合力攻關(guān)

 

　　“近年來(lái)，我們著力打造一支常駐的、志專業(yè)的科研隊(duì)伍。”彭軍介紹，“目前已引進(jìn)科研團(tuán)隊(duì)15支，科研人員200余人，其中常駐人員130人。”各團(tuán)隊(duì)協(xié)力攻關(guān)，參與育種的不同環(huán)節(jié)，使“南繁硅谷”實(shí)現(xiàn)了從育種到作物推廣的全鏈條創(chuàng)新。

 

　　目前，南繁研究院在種質(zhì)資源保護(hù)與開(kāi)發(fā)方面，擁有野生作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用團(tuán)隊(duì)、作物精準(zhǔn)育種技術(shù)團(tuán)隊(duì)、作物重要農(nóng)藝性狀基因功能研究及分子育種團(tuán)隊(duì)等；在智能技術(shù)運(yùn)用方面，擁有大數(shù)據(jù)智能設(shè)計(jì)育種團(tuán)隊(duì)、智慧化數(shù)字化南繁技術(shù)團(tuán)隊(duì)；在基因編輯方面，有南繁生物安全與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估團(tuán)隊(duì)、基因編輯創(chuàng)新利用團(tuán)隊(duì)；在育種方面，有南繁種子品質(zhì)鑒定與分子改良團(tuán)隊(duì)和水稻種質(zhì)創(chuàng)新利用團(tuán)隊(duì)。各科研團(tuán)隊(duì)互相支持、通力合作、緊密創(chuàng)新，加快了育種的效率。

 

　　“相比在北京工作的時(shí)候，我們現(xiàn)在能直接從大田中獲取數(shù)據(jù)，直接觀察，和其他團(tuán)隊(duì)也能面對(duì)面交流，提高效率。”在“90后”博士后陳守坤眼里，這里年輕人之間的很多新觀點(diǎn)、新思路都可以互相碰撞。

 

　　在人才梯隊(duì)建設(shè)上，南繁研究院的科研團(tuán)隊(duì)涵蓋了從“老南繁人”到“80后”青年科學(xué)家再到“00后”研究生的老中青三代人。野生作物種質(zhì)資源保護(hù)與利用團(tuán)隊(duì)首席鄭曉明是“80后”，作物表型組學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成員的最高年齡在40歲以下，大數(shù)據(jù)智能設(shè)計(jì)育種團(tuán)隊(duì)的平均年齡在28歲左右……一批能吃苦、會(huì)創(chuàng)新的科研工作者正在成長(zhǎng)起來(lái)，接力傳承，為中國(guó)糧育好種。

 

　　目前，南繁研究院的科研團(tuán)隊(duì)還處于不斷壯大的過(guò)程中。2022年，南繁研究院組建了7支創(chuàng)新工程團(tuán)隊(duì)，并引進(jìn)2支科研團(tuán)隊(duì)入駐；2023年新入駐6支科研團(tuán)隊(duì)。接下來(lái)，南繁研究院還將圍繞農(nóng)業(yè)微生物種質(zhì)資源、動(dòng)物生物安全等領(lǐng)域開(kāi)放科研平臺(tái)、設(shè)立專項(xiàng)項(xiàng)目等，鼓勵(lì)院內(nèi)與海南相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)入駐。同時(shí)，充分發(fā)揮共享平臺(tái)作用，通過(guò)設(shè)立開(kāi)放基金、客座科學(xué)家等方式吸引國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研單位和高校的專家、研究生開(kāi)展科研工作。