我国粮食总产量位居全球首位，玉米产量位居世界第二，但是育种技术体系的信息化与智能化程度与欧美发达国家相比，还有相当大的差距。

  科研人员意识到，我国急需建设为玉米种业服务的玉米智能设计育种技术体系，为我国玉米育种行业解决“卡脖子”问题。

  近日，中国农业大学农学院、国家玉米改良中心教授王向峰与西北农林科技大学生命科学学院、旱区作物逆境生物学国家重点实验室教授马闯课题组在《生物信息学简报》上发表了一篇方法学研究论文，论文介绍了科研团队联合开发的一款基因组优化设计模型GOVS，能加速玉米杂交育种，缩短育种周期，促进玉米种业智能化、高质量发展。

  21世纪以来，随着网络、人工智能、机器学习等现代信息技术的迅速发展，全球已迈入大数据时代。信息科学与生命科学的跨学科交叉融合为育种科技的跨越式发展提供了新的契机。

  2018年美国康奈尔大学玉米遗传育种学家、美国科学院院士Buckler教授提出“育种4.0”概念。中国科学院院士、我国水稻遗传育种学家张启发也提出作物育种已进入5G育种时代。

  “美国基本已确定进入育种4.0时代，也就是智能育种时代，但我国还没有实现这一步。”论文通讯作者王向峰在接受《中国科学报》采访时表示，无论是“育种4.0”还是“5G育种”，其本质都是育种行业的工程化、智能化升级，即逐步形成“智能设计育种”技术体系。

  在他看来，智能设计育种是在分子设计育种的基础上融合生物信息学、群体遗传学、大数据、人工智能等多个交叉学科的育种智能化解决方案，是全基因组选择育种的升级和优化，是我国“十四五”期间种业创新工程中重点攻关的技术领域。

  玉米智能设计育种技术体系能够在一定程度上帮助解决三方面核心问题。王向峰指出，首先，能解决玉米育种行业研发周期长、效率低、成本高、决策难等问题；其次，助推现代种业和AI的融合发展，形成“智能+种业”的新经济产业体系；最后，打破育种技术壁垒，缩短与国际种业巨头之间的技术差距，振兴民族种业。

  为什么美国育种水平比我国高？“因为他们通过几十年发展积累了大量育种数据，在整个育种过程中，每一个步骤都是通过大数据驱动，已能进行作物表型的模拟，根据模型预测来辅助育种家筛选材料来杂交组配。”王向峰答道。

  要想在种业科学技术创新上“弯道超车”，开发玉米智能设计育种技术体系成了当务之急。

  “不过，大数据的高效采集、深度分析和充分的利用，十分困难。”论文共同通讯作者马闯在接受《中国科学报》采访时表示，相比欧美发达国家，我国的育种相关生物学大数据还比较缺乏。以基因组数据、表型数据为例，之前采集这一些数据的成本比较高，近年来随着科学技术发展，相关成本会降低，数据呈快速增长趋势，数据的高效采集问题正在解决，深度分析和充分的利用问题还需要高度关注。

  玉米要做杂交种，实际是两个纯和自交系杂交以后形成。以前需要四五年才能产出一个纯和自交系。“现在的利好是单倍体诱导育种技术，基本上一年就可以生产出一个纯和自交系。”王向峰表示，双单倍体技术在玉米育种行业中的逐步成熟与普及，使得玉米纯和自交系的生产周期大幅度缩短、成本大幅度降低、自交系数量大幅度增加。

  我国一个中、大型种业公司每年可生产2万到5万份的玉米自交系。自交系量已达到如此规模，如果再将这些自交系与3到5个测验种进行杂交，理论杂交组合的数量为几十万。依赖于田间表型测试对数十万的组合进行人工选择的成本过高，是几乎没办法完成的任务。

  因此，科研团队认为，一定要采用智能育种的方式，依据预测模型指导基于基因型的选系。

  “假如有10万个自交系，再与一个测验种进行杂交，就有10万个杂交种，把它们都种在田里根本不可能。而用模型先在计算机上模拟，筛选出产量最高、最优的10%的杂交种，在田间就可以只种这10%的部分，相当于种1万株，成本仅是原来的十分之一。”王向峰举例。

  鉴于此，科研团队开发了基因组优化设计模型GOVS。传统育种模拟软件主要利用遗传材料的系谱关系和表型数据模拟育种过程，同时指导未来育种流程中的选系和组配。“GOVS则采用了称为‘基因组优化设计’的策略，即通过算法模拟出一个理论上尽可能多地聚合了某个育种群体中目标表型的优势基因组片段或有利等位基因的虚拟基因组。”论文第一作者、西北农林科技大学博士生程前告诉《中国科学报》。他还是GOVS软件的主要开发人之一。

  程前表示，目前，这样一个理想基因组在现实中还不太可能得到，但是能作为评估层面或者育种路径的一个指导。

  在此之前，王向峰还与华中农业大学教授严建兵课题组在《基因组生物学》上发表了一款基于机器学习建立的全基因组选择模型——CropGBM工具箱，同时整合了多种常用遗传分析工具，比如基因型与表型数据预处理、育种材料遗传结构解析、全基因组选择模型、标记筛选与模块设计、数据可视化等功能模块，为作物基因组设计育种提供一站式解决方案。

  “智能指的就是机器学习里面建立的模型，这个模型相当于人的大脑，是有驱动力的。GOVS与CropGBM相辅相成，分别用于不同的育种环节，实际上都是利用人工智能的策略加速育种。”王向峰说。

  粮食安全事关国计民生与长治久安，种业是现代农业核心与命脉，科学技术创新是战略支持。要想培育具有自主知识产权的新品种，需要育种家不懈的努力。

  “不过，育种现状却不容乐观。国内育种家普遍年龄偏大，大多已过50岁，而且他们多是凭经验、靠眼睛去决策选材料，每个人的经验又有差异。加上在田间搞测试的年轻人很少，以后的育种越来越不能靠人去完成，只可以通过计算机做育种。”王向峰表示。

  而机器学习最大的两个亮点，一个是效率，一个是自动化。用模型去代替育种家的经验，做更加标准化、规范化的决策，既减少育种家的工作量，又降低了许多成本。

  “育种要‘藏粮于技’，我们这个成果是智能育种方法学和技术的大胆突破，也是给国内做相关育种工作科研人员注入‘强心剂’。”马闯说。

  此外，他指出，相较于国外育种4.0理念，我国如何去追赶、超越，迈入“育种4.0”或是“5G育种”时代，需要更先进的技术，从这个意义上说，这项成果也是“加速剂”。

  “要明确的是，我们这套技术并不是基因组选择的替代，我认为基因组选择在未来育种体系中仍是核心技术，最大优势是可以大幅度减少田间工作量和成本，不可取代。而我们这套技术如果和基因组选择、双单倍体技术相结合，会达到更好的效果。”程前强调。

  当前，科研团队正围绕玉米智能设计育种技术体系的建设开展多方面的工作，力争打造大数据驱动的玉米智能育种服务平台，为全国范围内的种业企业、育种团队提供智能决策服务。

  有了这样一个服务平台，未来育种流程中的组材、选系、组配、测试、推广等诸多环节都将由一系列模型进行育种决策，辅助甚至代替人工决策，最终实现数据驱动式的智能设计育种。

  “可别小看村支书这个岗位，责任大着呢。这几年在村上干，我一直努力帮群众解决生产、生活中的难题，深感‘群众利益无小事’！”12月10日，在宁夏吴忠市红寺堡区柳泉乡红塔村，33岁的村党支部书记张千劳谈到基层工作收获时感慨颇深。

  在新石器时代，人发明了绳子和编织的技艺。大约距今五千年前后，人把绳子做成缰绳，套在了牛马等大型动物身上，让它们成了牲畜。人们驱使牛耕地，驾驭马奔跑。人也转变成了农夫、牧人或骑手，由此开启了以农业和畜牧业主导的时代。

  南海海下1500米的幽深处，能见度极低，一只机械手却可以灵活地搬运沉船中的瓷器。只见它精准地靠近一个瓷瓶，轻轻地拿起，转动方向，稳稳地放入旁边的蓝色收纳筐中，熟练程度几乎和人的手臂相同。

  近日出版的《求是》杂志发表习重要文章《切实加强耕地保护 抓好盐碱地综合改造利用》。文章强调，“粮食安全是‘国之大者’，耕地是粮食生产的命根子。”“新时代新征程上，耕地保护任务没有减轻，而是更加艰巨。”“耕地保护是一个系统工程，当前，要突出把握好量质并重、严格执法、系统推进、永续利用等重大要求。”这为我们加强耕地保护、端牢“中国饭碗”提供了重要遵循，明确了前进方向。

  因为与生态保护、乡村振兴、文化传承等都息息相关，十几年来，农业文化遗产的社会关注度慢慢的升高。浙田几年前就与中国科学院地理资源所联合建立了“全球重要农业文化遗产青田研究中心”，与浙江大学共建了博士生科研基地。

  2022年，国际科学团队完成第一个完整的、无间隙的人类基因组序列。中国科学院院士杨焕明说，现在成本降低后，很多以前舍不得测的基因组类别现在都能测序了，比如疾病基因组、药物基因组等。

  美国国家海洋和大气管理局12日发布的北极年度气候报告数据显示，2023年北极的平均表面气温是自1900年以来第六高，夏季地表气温创有气温记录以来新高。

  中央经济工作会议指出，深入实施国有企业改革深化提升行动，增强核心功能、提高核心竞争力。国有企业特别是中央所属国有企业，一定要加强自主创造新兴事物的能力，紧紧依靠科学技术进步驱动产品创新和产业高质量发展，研发和掌握更多的国之重器，切实维护国家安全利益。

  培养用好青年科学技术人才，对加快实现高水平科技自立自强、建设科技强国和人才强国意义重大。丁冉建议，对一些从事长周期基础研究的青年科学技术人才，应适当放宽博士后进出站的年龄限制。

  统筹不仅限于区域内，更要站在全局的高度，促进要素资源的整合创新在长三角经济版图上，长三角G60科创走廊远近闻名。统筹科学技术创新和产业创新，要从体制机制、要素流动、产业协作等方面实现更高效的协同联动，凝聚促进高水平发展的强大合力。

  大数据、人工智能（AI）和大模型的融合发展，将激活科学研究的创新力和生命力，帮助破解更多科学密码。

  英国伦敦国王学院科学家开展的一项具有里程碑意义的研究表明，使用生物疗法能控制哮喘重症。

  《自然·电子学》12日报告了一种由电子硬件和一个大脑类器官组成的混合计算系统，可执行如语音识别和非线性方程预测等任务。

  （记者刘志强、常钦、郁静娴）粮食丰收，颗粒归仓。今年，在自然灾害多发频发情况下，粮食生产再获丰收，大面积单产提升行动功不可没。减“单”增“双”，湖南省湘乡市棋梓镇普安村农民田学文说：“单季稻改成双季稻，早稻集中育秧每亩补贴100元，流转的2000多亩田多种了一季，增收20万元左右。

  近日，AI与数字化的经济广东省实验室（广州）青年学者、中山大学教授黄凯团队研究开发出一款高度仿生的老鼠机器人NeRmo，相关成果发表于《科学-机器人》。这款机器人的核心创新在于其柔性脊柱的水平摆动设计，大幅度的提高了机器人的运动灵活性和效率。

  据新华社电国家统计局12月11日发布的多个方面数据显示，2023年全国粮食生产再获丰收，全年粮食产量再创历史上最新的记录。据介绍，2023年，全国夏粮产量为2923亿斤，比上年减少25亿斤，下降0.8%；早稻产量为566.7亿斤，比上年增加4.3亿斤，增长0.8%。

  “海上风电是清洁能源建设的兵家必争之地，更是风能产业的科技制高点。”他建议，加强海上风电技术标准体系建设，研制关键共性技术标准，通过标准促进科技成果转化、促进资源循环利用。

  快速发展的5G、人工智能等技术，是充满了许多活力的创新引擎，亦是推动新质生产力加速形成的重要抓手。这些数字都表明，中国将持续推动经济全球化朝着更加开放、包容、普惠、平衡、共赢的方向发展，与世界各国共享科学技术创新带来的福祉。