“小海”登场:全链条机器人育种家,基因挖掘提速10倍

中国科学院合肥物质科学研究院发布全链条机器人育种家“小海”及“海霸设施”小麦快速育种商业化服务平台。该平台通过智能环境调控,将小麦育种周期从8-10年缩短至2-3年,年服务能力可达300万株,标志着我国智能育种装备研发和应用实现关键突破。

科技快讯,11月2日,据媒体报道,中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所联合中科合肥智能育种加速器创新研究院,在安徽合肥共同推出了两项重大的科技成果。这两项成果包括全链条机器人育种家“小海”的发布,以及“海霸设施”小麦快速育种商业化服务平台的同步启动。这标志着我国在智能育种装备的研发及工程化应用领域取得了关键性的突破。

为了应对传统育种效率低下、周期漫长等挑战,合肥物质院智能所的智能育种团队自2022年起,积极践行“生物育种工程化”的创新理念。他们着力建设了“合肥智能育种加速器”(即“海霸设施”)这一大科学装置。该装置的目的是利用先进的技术装备,推动育种全过程实现机械化、自动化、数字化、智能化以及标准化,从而大幅提升育种效率和质量。

“海霸设施”小麦快速育种商业化服务平台,通过引入智能环境调控技术,能够实现春小麦每年繁育6至7代,冬小麦每年繁育4至5代。与传统育种方式需要8至10年的周期相比,这一技术将育种周期大幅缩短至2至3年,极大地加快了新品种的培育进程。这种技术革新对于满足日益增长的粮食需求和应对气候多变的环境具有重要的战略意义。

据介绍,“海霸设施”在育种效率上的提升是多方面的。首先,通过精密的智能环境控制,模拟出最适宜作物生长的条件,避免了传统育种中受制于自然气候和季节的限制。其次,平台能够实现高效、精准的逆境表型鉴定,为筛选具有抗逆性的优良种质提供了可能。例如,在极端干旱、高温或病虫害等条件下,能够快速准确地识别出表现优异的植株,缩短了选育周期。这种精准的鉴定能力,直接解决了市场对于稳产、高产、抗逆种质的迫切需求。

目前,合肥本部和烟台分中心的年服务能力已达到20万株。随着在建中试基地的全面投用,预计年服务能力将突破300万株,从而具备大规模的商业化服务能力。这为各类种业企业和科研机构提供了强有力的技术支撑,有助于推动中国种业的整体升级,提升国际竞争力。

机器人育种家“小海”可被视为“海霸设施”大科学装置关键技术的一个“微缩版”,它集成了关键技术的试验示范与概念验证功能。它覆盖了“种质创制—种质鉴定—种质稳定”等育种全链条中的核心环节,实现了从基因层面的挖掘到性状稳定的全流程自动化操作。

在加速种质鉴定方面,“小海”机器人着重于建设在常规条件下难以实现的逆境筛选平台。通过对作物生长环境进行精准的智能控制,并结合高效、精准的逆境表型鉴定体系,能够实现对具有抗逆性的种质进行定向、高通量的筛选和鉴定。这弥补了过去在遗传改良过程中,对特定环境适应性种质筛选效率不高的短板,满足了市场对培育能够稳定生产的优良品种种质的迫切需求。

在加速种质稳定方面,“小海”机器人构建了一个面向多作物、多品种的一年多代快速育种体系。通过自动化和智能化的育种流程,能够显著缩短种质的世代间隔,加速优良基因的聚合与固定,从而更快地培育出性能稳定的新品种。这种体系的建立,不仅提高了育种效率,也为实现中国农业的现代化和可持续发展奠定了坚实的基础。

我国全链条机器人育种家“小海”正式亮相:基因挖掘效率提高10倍

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