今年中央一號文件首次提出“因地制宜發展農業新質生產力”,并將其作為推進鄉村全面振興的關鍵路徑。在油菜花開的時節,小溧近日走進南京國家農高區,探訪一粒油菜籽的農業新質生產力。這一粒小小的油菜籽,卻集數字技術、人工智能、生物科技于一體。
數字技術高效“選拔”優良基因
培育新質生產力
在油菜試驗田里,上萬份育種材料通過數字技術進行“基因選拔”。作為國內油菜育種先驅團隊,省農科院油菜創新團隊深耕溧水16年,培育出50多個優質油菜品種,其中列入全國和省農業主導品種的“寧雜182”出油率高達50%,比常規品種高6個百分點,產量還能增產10%。
“‘寧雜182’還實現了‘菜油兩用’。當油菜抽薹40-50厘米時,采摘15-20厘米的油菜薹,每畝可采收300公斤。”省農科院油菜創新團隊首席專家張潔夫介紹,采后科學追肥,不影響后續產量與產油量,且嫩薹營養豐富,可直供餐桌,讓土地產生雙重效益。目前,“寧雜182”已在江蘇、安徽、浙江等地推廣超20萬畝,以科技創新釋放農業新質生產力。
近年來,省農科院積極與溧水多家專業合作社聯動,提供優質品種與技術指導。在洪藍芮氏水稻專業合作社,近600畝油菜正盛開成一片金色的海洋。合作社負責人芮玉生表示:“在省農院的悉心指導下,今年我們種植了300多畝‘寧雜182’,畝產達400斤,每畝地的效益增收約100元。”
“育種的核心在于找到最優基因組合,而數字技術就像給每株油菜裝上了‘基因導航’。”省農科院科研基地管理處副處長萬云龍對比新舊育種技術:過去需田間觀察,往往要花費七八年才能選育良種,如今借助分子標記輔助技術,檢測DNA特定標記就能快速鎖定抗病、高產等優良性狀。
以數字技術解碼油菜籽的密碼。今年,油菜團隊還引入華智生物研發的“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”,可一次性掃描千個基因位點,實現育種材料的“分子體檢”,為農業新質生產力注入創新基因。
人工智能賦能“云育種”
激活新質生產力
試驗田上空,一架搭載多光譜相機的無人機正在巡航掃描,實時采集作物高度等數據。“過去要頂著烈日,在田間一株一株地手動記錄作物信息。”張潔夫說道,如今,借助無人機這一智能化應用場景,就是希望未來能實現“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。
無人機巡航掃描畫面
田間管理的革命同步上演。2021年,南京農業機械化研究所聯合省農科院研發“智能田間管理機器人”,配備高精度機械臂,對田間作物展開精準管理。張潔夫介紹,目前,科研團隊正在對設備進行功能升級,計劃加載雜株鑒別模塊,能即時發現變異植株,通過機械臂實現“識別-定位-清除”全自動化處理。
從高空數據感知到田間精準作業,人工智能技術正在重塑傳統育種模式。當育種專家只需輕點鼠標就能掌控品種性狀,“面朝黃土背朝天”的傳統育種圖景正在被“指尖上的智慧”所改寫。
基因編輯助力精準育種
提升新質生產力
基因編輯技術正掀起新一輪育種革命,這把“分子剪刀”精準修剪基因序列,讓理想品種從實驗室快速走向田野。
2004年,針對我國油菜生產上缺少抗除草劑品種的難題,油菜團隊在數萬株油菜中篩選出5株抗性植株,經過10多年定向選育,最終培育出我國首個非轉基因抗除草劑品種“寧R101”。“這像一場馬拉松,我們要找到兼具抗性和豐產性的‘幸運兒’。”張潔夫回憶道。該品種現已列入全國主導品種名錄,實現“打藥除草不傷苗”。
“與傳統育種方式相比,基因編輯技術能夠精準定位并修飾特定基因位點,可通過精確編輯改變其表達方式,快速獲得理想性狀。”張潔夫介紹,當前仍在基因挖掘階段,為今后實現基因編輯育種奠定基礎。
省農科院油菜創新團隊進行油菜耐鹽堿鑒定
面向未來,基因編輯正在書寫更多可能。“接下來,我們會繼續攻克新技術,將高產高油與抗除草劑特性相結合。針對江蘇或長江上中游地區油菜根腫病的情況,目前也在積極培育抗根腫病的品種。”站在試驗田邊,張潔夫充滿信心:“我們要讓每粒種子都蘊含科技基因,既端牢‘油瓶子’,也種出美麗風景線。”隨著數字技術、人工智能與基因編輯的深度融合,油菜育種正迎來高質量發展的新時代。
編后話
農業專家指出,發展農業新質生產力要充分應用數字技術、人工智能、生物科技等新一輪科技成果,引領先進生產要素向農業集聚,全方位提升農業全要素生產率。從一粒油菜籽里我們看到了南京國家農高區“因地制宜發展農業新質生產力”的生動實踐。這粒油菜籽里的新質生產力,可以讓我們的“油瓶子”端得更穩,讓土地更能生金,農民更多受益。
記者 | 經玉萍
視覺 | 章蕾 管盼 魏然
素材來源 | 南京國家農高區
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