今年中央一號文件首次提出“因地制宜發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”，并將其作為推進(jìn)鄉(xiāng)村全面振興的關(guān)鍵路徑。在油菜花開的時(shí)節(jié)，小溧近日走進(jìn)南京國家農(nóng)高區(qū)，探訪一粒油菜籽的農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力。這一粒小小的油菜籽，卻集數(shù)字技術(shù)、人工智能、生物科技于一體。
數(shù)字技術(shù)高效“選拔”優(yōu)良基因
培育新質(zhì)生產(chǎn)力
在油菜試驗(yàn)田里，上萬份育種材料通過數(shù)字技術(shù)進(jìn)行“基因選拔”。作為國內(nèi)油菜育種先驅(qū)團(tuán)隊(duì)，省農(nóng)科院油菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)深耕溧水16年，培育出50多個(gè)優(yōu)質(zhì)油菜品種，其中列入全國和省農(nóng)業(yè)主導(dǎo)品種的“寧雜182”出油率高達(dá)50%，比常規(guī)品種高6個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)量還能增產(chǎn)10%。
“‘寧雜182’還實(shí)現(xiàn)了‘菜油兩用’。當(dāng)油菜抽薹40-50厘米時(shí)，采摘15-20厘米的油菜薹，每畝可采收300公斤?！笔∞r(nóng)科院油菜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家張潔夫介紹，采后科學(xué)追肥，不影響后續(xù)產(chǎn)量與產(chǎn)油量，且嫩薹營養(yǎng)豐富，可直供餐桌，讓土地產(chǎn)生雙重效益。目前，“寧雜182”已在江蘇、安徽、浙江等地推廣超20萬畝，以科技創(chuàng)新釋放農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力。
近年來，省農(nóng)科院積極與溧水多家專業(yè)合作社聯(lián)動(dòng)，提供優(yōu)質(zhì)品種與技術(shù)指導(dǎo)。在洪藍(lán)芮氏水稻專業(yè)合作社，近600畝油菜正盛開成一片金色的海洋。合作社負(fù)責(zé)人芮玉生表示：“在省農(nóng)院的悉心指導(dǎo)下，今年我們種植了300多畝‘寧雜182’，畝產(chǎn)達(dá)400斤，每畝地的效益增收約100元?！?/p>
“育種的核心在于找到最優(yōu)基因組合，而數(shù)字技術(shù)就像給每株油菜裝上了‘基因?qū)Ш健??！笔∞r(nóng)科院科研基地管理處副處長萬云龍對比新舊育種技術(shù)：過去需田間觀察，往往要花費(fèi)七八年才能選育良種，如今借助分子標(biāo)記輔助技術(shù)，檢測DNA特定標(biāo)記就能快速鎖定抗病、高產(chǎn)等優(yōu)良性狀。
以數(shù)字技術(shù)解碼油菜籽的密碼。今年，油菜團(tuán)隊(duì)還引入華智生物研發(fā)的“油菜1K芯片”，這枚僅指甲蓋大小的生物芯片，猶如為油菜裝上“科技CT”，可一次性掃描千個(gè)基因位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)育種材料的“分子體檢”，為農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力注入創(chuàng)新基因。
人工智能賦能“云育種”
激活新質(zhì)生產(chǎn)力
試驗(yàn)田上空，一架搭載多光譜相機(jī)的無人機(jī)正在巡航掃描，實(shí)時(shí)采集作物高度等數(shù)據(jù)?！斑^去要頂著烈日，在田間一株一株地手動(dòng)記錄作物信息。”張潔夫說道，如今，借助無人機(jī)這一智能化應(yīng)用場景，就是希望未來能實(shí)現(xiàn)“云端巡田”，讓科研人員無需下田，就能完成作物性狀的初步篩選。
田間管理的革命同步上演。2021年，南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所聯(lián)合省農(nóng)科院研發(fā)“智能田間管理機(jī)器人”，配備高精度機(jī)械臂，對田間作物展開精準(zhǔn)管理。張潔夫介紹，目前，科研團(tuán)隊(duì)正在對設(shè)備進(jìn)行功能升級，計(jì)劃加載雜株鑒別模塊，能即時(shí)發(fā)現(xiàn)變異植株，通過機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)“識別-定位-清除”全自動(dòng)化處理。
從高空數(shù)據(jù)感知到田間精準(zhǔn)作業(yè)，人工智能技術(shù)正在重塑傳統(tǒng)育種模式。當(dāng)育種專家只需輕點(diǎn)鼠標(biāo)就能掌控品種性狀，“面朝黃土背朝天”的傳統(tǒng)育種圖景正在被“指尖上的智慧”所改寫。
基因編輯助力精準(zhǔn)育種
提升新質(zhì)生產(chǎn)力
基因編輯技術(shù)正掀起新一輪育種革命，這把“分子剪刀”精準(zhǔn)修剪基因序列，讓理想品種從實(shí)驗(yàn)室快速走向田野。
2004年，針對我國油菜生產(chǎn)上缺少抗除草劑品種的難題，油菜團(tuán)隊(duì)在數(shù)萬株油菜中篩選出5株抗性植株，經(jīng)過10多年定向選育，最終培育出我國首個(gè)非轉(zhuǎn)基因抗除草劑品種“寧R101”。“這像一場馬拉松，我們要找到兼具抗性和豐產(chǎn)性的‘幸運(yùn)兒’?！睆垵嵎蚧貞浀馈?strong>該品種現(xiàn)已列入全國主導(dǎo)品種名錄，實(shí)現(xiàn)“打藥除草不傷苗”。
“與傳統(tǒng)育種方式相比，基因編輯技術(shù)能夠精準(zhǔn)定位并修飾特定基因位點(diǎn)，可通過精確編輯改變其表達(dá)方式，快速獲得理想性狀。”張潔夫介紹，當(dāng)前仍在基因挖掘階段，為今后實(shí)現(xiàn)基因編輯育種奠定基礎(chǔ)。
面向未來，基因編輯正在書寫更多可能?！敖酉聛?，我們會(huì)繼續(xù)攻克新技術(shù)，將高產(chǎn)高油與抗除草劑特性相結(jié)合。針對江蘇或長江上中游地區(qū)油菜根腫病的情況，目前也在積極培育抗根腫病的品種?！闭驹谠囼?yàn)田邊，張潔夫充滿信心：“我們要讓每粒種子都蘊(yùn)含科技基因，既端牢‘油瓶子’，也種出美麗風(fēng)景線?！彪S著數(shù)字技術(shù)、人工智能與基因編輯的深度融合，油菜育種正迎來高質(zhì)量發(fā)展的新時(shí)代。
編后話
農(nóng)業(yè)專家指出，發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力要充分應(yīng)用數(shù)字技術(shù)、人工智能、生物科技等新一輪科技成果，引領(lǐng)先進(jìn)生產(chǎn)要素向農(nóng)業(yè)集聚，全方位提升農(nóng)業(yè)全要素生產(chǎn)率。從一粒油菜籽里我們看到了南京國家農(nóng)高區(qū)“因地制宜發(fā)展農(nóng)業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”的生動(dòng)實(shí)踐。這粒油菜籽里的新質(zhì)生產(chǎn)力，可以讓我們的“油瓶子”端得更穩(wěn)，讓土地更能生金，農(nóng)民更多受益。
記者 | 經(jīng)玉萍
視覺 | 章蕾 管盼 魏然
素材來源 | 南京國家農(nóng)高區(qū)
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