北京8月11日電 (記者 孫自法)在智能育種制種領域,中國科學家團隊再次取得重大科技突破:通過生物技術(BT)+人工智慧(AI)深度融合,首次提出作物-機器人協同設計理念,利用基因編輯重新設計作物花型,快速精準創製「機器人友好」的結構型雄性不育系,運用深度學習和人工智慧成功研製世界首臺智能育種機器人「吉兒」(GEAIR,Genome Editing combined with AI-based Robotics)。 人工智慧賦能打破雜交育種制種瓶頸 這項基於人工智慧賦能打破雜交育種和制種瓶頸,實現大幅降低育種成本、縮短育種周期、提高育種效率的重要研究,由中國科學院遺傳與發育生物學研究所(遺傳發育所)許操研究員領導的智能育種攻關團隊自主創新完成,相關成果論文北京時間8月11日夜間在國際知名學術期刊《細胞》(Cell)上線發表。 中國科學院遺傳發育所實驗室,許操研究員(右2)和研究團隊成員代表圍繞智能育種機器人「吉兒」展開討論併合影。記者 孫自法 攝 期刊審稿人高度評價稱,中國團隊本項研究工作是一項令人振奮的創新性突破,是通過BT+AI交叉融合解決重大科技問題和產業難題的典範,具有廣闊的應用前景。 這也是許操團隊繼研發出不同作物通用的高產穩產快速育種技術體系——「環境智能型高產-穩產作物育種新策略」,開啟環境智能型高產穩產作物育種新時代之後取得的又一項引領世界的科技成果,相關研究論文時隔8個月再次在國際頂級期刊發表。 首次打造出「智慧機器人育種工廠」 論文通訊作者許操研究員接受記者採訪介紹說,本項研究成果由中國科學院遺傳發育所智能育種攻關團隊牽頭,聯合中國科學院自動化研究所、上海交通大學、清華大學等合作者組成跨學科團隊共同攻關取得,實現了雜交育種制種從育種2.0時代跨越發展到育種5.0時代。 本項研究成果相關示意圖及應用場景展示。中國科學院遺傳發育所 供圖 在本項研究過程中,研究團隊將智能育種機器人與從頭馴化和育種加速器等新一代育種技術融合,首次打造出「智慧機器人育種工廠」,實現優異品種的智能快速定製。 他們將可自動巡航雜交授粉的「吉兒」機器人系統應用於大豆,首次實現結構型大豆雄性不育系快速創製,有望為中國率先突破大豆雜交育種、大幅提高單產,提供具有非對稱優勢的新一代智能育種技術和智能裝備。 推進後續研發智能育種機器人2.0版 研究團隊還開闢出「BT築基+AI賦能+機器人(Robot)勞作」的智能育種(BAR)模式,標誌著中國率先完成自主智慧財產權的智慧機器人育種閉環技術體系構建,在生物育種範式革新和催生新質生產力方面展現出「人工智慧驅動科學研究」(AI for Science)的重大應用前景。 生物技術築基方面,使用精準基因編輯,實現作物花型的重新設計,成功創製結構型雄性不育系;人工智慧賦能方面,攻克排除幹擾、識別精度、操作力度三重技術壁壘,實現機器人雜交授粉;機器人勞作方面,「吉兒」機器人單次巡航授粉實現77.6%±9.4%的成功率,且可以全天候不間斷進行反覆巡航自動雜交授粉以確保每朵花成功授粉坐果。 本項研究成果相關示意圖。中國科學院遺傳發育所 供圖 許操透露,這項研究成果既有基礎理論上的突破,在應用層面也已實現商業化運行。其中,結構型雄性不育系創製技術和智能育種機器人相關技術,已申請多項國內專利和《專利合作條約》(PCT)國際專利,並建立專利池。 目前,「吉兒」機器人的零部件國產化自主率已達95%以上,整機成本極具應用前景。研究團隊正在將「育種-生產-採收-追溯」全產業鏈進行BT+AI融合,推進後續研發智能育種機器人「吉兒」2.0版,未來還會將結構型雄性不育系育種制種技術拓展應用於不同作物,致力於為保障糧食安全做出更大貢獻。(完)
濟南8月14日電 (李明芮)時下,走進菏澤巨野縣營裡鎮,目之所及是成片的艾草田,青碧的葉片在風中舒展,農戶正忙採收。不遠處,艾草加工車間裡,機器運轉的轟鳴聲此起彼伏,艾絨翻飛,艾柱成型。 巨野縣依託本地資源稟賦,精準聚焦艾草產業,將其打造成為推動鄉村發展、促進農民增收的關鍵引擎。 如今,巨野縣營裡鎮已告別單純「賣原料」的初級階段,通過積極建設艾草深加工車間,成功邁出從「田間」邁向「車間」的關鍵一步。目前,當地可生產艾絨、艾柱、艾枕等系列健康養生產品。蓬勃發展的艾草產業已成為營裡鎮的富民產業、強村產業。該產業每年可為鎮集體帶來穩定增收150萬元(人民幣,下同)。 菏澤巨野縣營裡鎮成片的艾草田。巨野縣委宣傳部供圖 如菏澤巨野縣一樣,山東多地正延長中藥材產業鏈,從田間種植到精深加工層層發力,為鄉村增收、產業增效開出「新良方」。 在菏澤鄄城縣,中藥材產業激活鄉村振興「一池春水」。在位於該縣彭樓鎮舜王城中藥材專業市場的山東解氏中藥飲片有限責任公司的加工車間,公司負責人解心景正在指導工人加工中藥飲片。「我們種植3800多畝中藥材,打造了從種植、加工到銷售的一體化鏈條。產品不僅暢銷中國,更出口到日本、韓國等國家和地區。」 據了解,中藥材產業是鄄城縣特色產業和優勢產業,目前已經形成集中藥材種植、中藥材生產加工、中藥材銷售、中藥材倉儲物流、中藥材科研於一體的全產業鏈條。 今年上半年,鄄城縣中藥材市場交易額60.5億元,新增中藥材種植面積1.8萬畝,新增300畝以上高標準種植基地5處。全縣中藥材種植面積15萬畝,種植品種包括金銀花、白朮等20多個品種。 桑黃是一種生長於桑樹上的藥用真菌,在中國有著2000多年的藥用歷史,素有「森林黃金」之美譽。聊城臨清市地處黃河故道,現存古桑樹群樹齡高、面積大,桑樹總量達2萬餘株,野生桑黃資源豐富,是天然的桑黃優質菌種庫。 近年來,臨清市依託古桑樹資源,全力推動黃河故道古桑群資源保護和桑黃資源開發利用,逐步形成集菌種選育、人工栽培、產品研發、全域銷售於一體的全產業鏈發展態勢。 為做好桑黃產品的精深加工和品牌銷售,臨清市制定了桑黃深加工產業鏈工作方案,全力推進延鏈、補鏈、強鏈,目前已開發桑黃中藥飲片、桑黃茶、桑黃顆粒等50餘種優質產品,2024年產值達到3.5億元。 苗山鎮丹參種植面積達1萬餘畝。萊蕪區委宣傳部供圖 在位於濟南萊蕪區苗山鎮的濟南嶽聖中藥材種植合作社種植基地,白花丹參莖稈筆直挺拔,葉片肥厚油亮。據合作社理事長李奉勝介紹,當地採取「合作社+村集體+農戶」模式,根據農戶需求,引導種植適合的品種,提供技術服務。 李奉勝稱,為進一步提高中草藥附加值,延長產業鏈,合作社將重點放在開發以白花丹參、紫花丹參等優勢品種為主要原料的中藥提取物、中成藥製劑和保健食品。 苗山鎮黨委副書記高飛介紹說,截至目前,該鎮丹參種植面積達1萬餘畝,年產幹丹參2500餘噸。其中,白花丹參種植面積達1500餘畝。建成標準化種植基地2個,以基地為中心輻射苗山鎮30多個村大面積種植中藥材,帶動600餘農戶參與種植,年種植收入超3000萬元。 位於濰坊安丘市的「鳶都藥谷」中草藥示範區,建設中草藥智慧種植大棚15個、精深加工生產線5條。目前已初步形成以中草藥高端育苗、標準化種植、主題公園、加工提純「四位一體」的產業發展格局,打造了集觀賞、體驗、科普、康養等於一體的新型農旅康養綜合體。 據該示範區相關負責人介紹,該市以跨村聯建為契機,聯合周邊村黨組織,流轉土地1600畝,帶動約2000名村民進行勞務服務及自主仿野生種植中藥材,帶動村民增收600萬元,人均年增收4萬餘元,實現村集體與村民雙增收。(完)
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