隨著全球人口的不斷增長和氣候變化的加劇，農(nóng)業(yè)作為支撐人類生存和發(fā)展的基礎產(chǎn)業(yè)，面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。種子是農(nóng)業(yè)的“芯片”，也是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的核心要素。農(nóng)業(yè)育種是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、糧食安全和環(huán)境保護的重要手段，在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。近年來，我國在生物育種和智慧育種創(chuàng)新領域取得了顯著進展，已成為全球第二大育種創(chuàng)新強國。然而，在新一代智慧育種技術(shù)領域，我國仍與美國存在明顯差距，而農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)在這一過程中扮演著重要角色。農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)是對農(nóng)業(yè)育種過程進行記錄并可以鑒別的符號，包括通過基礎研究、應用研究和試驗開發(fā)等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，以及通過考察調(diào)查、觀測監(jiān)測、檢驗檢測等方式取得并用于農(nóng)業(yè)育種活動的原始數(shù)據(jù)及其衍生數(shù)據(jù)。它既是農(nóng)業(yè)育種研究的重要基礎，也是推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要資源。隨著農(nóng)業(yè)育種工作的不斷深入，數(shù)據(jù)的積累和應用日益廣泛，農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的有效保護和合理開發(fā)利用成為了目前學界和產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的問題。本文將從農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的來源與特點、保護與利用中的困境以及相應的策略等方面展開探討。
1 農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的來源與特點
在農(nóng)業(yè)新品種選育過程中，對育種各項數(shù)據(jù)信息的掌握和了解直接關(guān)系到育種的成敗。從18世紀首次獲得人工雜交種以來，長期的育種過程積攢了大量的農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)。20世紀以來，隨著遺傳學的發(fā)展，特別是分子生物學技術(shù)的廣泛應用以及高通量測序技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了海量作物育種相關(guān)基因及其表達數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)育種進入了數(shù)據(jù)驅(qū)動的新時代。總體而言，農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)既有傳統(tǒng)的田間試驗記錄，也有大量的組學數(shù)據(jù)、室內(nèi)檢測等實驗數(shù)據(jù)。
1.1 田間數(shù)據(jù)
農(nóng)業(yè)育種是一項復雜的系統(tǒng)工程，涵蓋種質(zhì)資源鑒定與創(chuàng)新、新基因發(fā)掘、育種技術(shù)研發(fā)、品種培育、種子生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)化等多個環(huán)節(jié)，圍繞新品種選育過程產(chǎn)生了大量的田間數(shù)據(jù)，包括各農(nóng)藝性狀的田間調(diào)查結(jié)果，也包括土壤、氣候、水分等動態(tài)農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)。其中，品種的農(nóng)藝性狀和生長環(huán)境等農(nóng)田數(shù)據(jù)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了最直接的科學依據(jù)。
1.2 實驗數(shù)據(jù)
除了田間試驗和調(diào)查，科學實驗也是農(nóng)業(yè)育種的重要手段。分子標記、轉(zhuǎn)基因、分子設計、基因編輯等現(xiàn)代育種技術(shù)的發(fā)展不僅極大地推動了農(nóng)業(yè)育種進程，也產(chǎn)生了海量的基因組、轉(zhuǎn)錄組、翻譯組、表觀組、蛋白質(zhì)組、代謝組等組學數(shù)據(jù)以及由現(xiàn)代智能儀器自動化記錄的表型數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的重要組成部分。
1.3 農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的特點
農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)涵蓋遺傳特性、環(huán)境適應性等多方面信息，數(shù)據(jù)屬性復雜，橫跨多個學科領域。同時農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)既有田間試驗觀測、調(diào)查的數(shù)據(jù)，也有開展科學實驗的實驗數(shù)據(jù)，類型多樣而且數(shù)量龐大，具有類型多、來源廣、數(shù)據(jù)海量、時空分布廣、結(jié)構(gòu)復雜的特點。農(nóng)業(yè)育種服務范圍廣，在服務農(nóng)業(yè)科學研究的同時也服務于政府管理決策和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營。因此，農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)也需要在農(nóng)業(yè)科技人員、政府部門管理者、企業(yè)經(jīng)營者和農(nóng)民間廣泛共享，具有多維性、動態(tài)性和共享性的特點。這些特點使得農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)在優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和提升糧食安全方面發(fā)揮著基礎性的作用，同時也是目前農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)保護與利用困境的重要因素。
2 農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)保護與利用的困境
2.1 數(shù)據(jù)分散與重復
我國農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)分布廣泛，不同的研究機構(gòu)、企業(yè)、個人以及田間試驗點都有各自的數(shù)據(jù)記錄。由于缺乏統(tǒng)一的標準和平臺，農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)往往存在分散、重復且難以整合的情況，存在嚴重的“數(shù)據(jù)孤島”和“數(shù)據(jù)海洋”問題。我國曾在育種領域建立過政府主導的全國大協(xié)作的科研體制，這種體制強調(diào)全國一盤棋，育種單位集中調(diào)配人力、物力資源，無私共享種質(zhì)資源和技術(shù)成果，集中力量取得了雜交水稻等重大突破。目前我國科研機構(gòu)分散，信息交流和育種資源共享不足，科研人員與企業(yè)長期合作開發(fā)意愿不高，種業(yè)企業(yè)將育種材料、試驗數(shù)據(jù)、育種方法等育種數(shù)據(jù)視為商業(yè)機密嚴格保護，原有的舉國體制優(yōu)勢逐漸弱化。農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的分散和重復嚴重影響數(shù)據(jù)的綜合應用和共享，進而影響育種工作的效率和新品種的培育速度。
2.2 數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)歸屬不明確
在農(nóng)業(yè)育種中，育種數(shù)據(jù)涉及多個方面的貢獻，包括科研機構(gòu)、企業(yè)和個人等，不同主體可能對同一數(shù)據(jù)有不同的貢獻。由于我國數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)立法缺位，使得數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)的歸屬與分配無法可依。農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)歸誰所有、由誰使用、使誰獲益等產(chǎn)權(quán)歸屬問題尚且缺乏明確的科學界定，保護路徑不夠暢通。數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)歸屬不明確不但影響了農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的開放共享和應用效率，制約農(nóng)業(yè)育種工作的進一步發(fā)展，而且容易導致產(chǎn)權(quán)流失，使得農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)缺少妥善保存，甚至被不當披露或收編入他人權(quán)利的控制范圍。
2.3 數(shù)據(jù)開放共享利用與保護不平衡
農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)作為一種重要的農(nóng)業(yè)信息資源，實現(xiàn)其共享不僅是現(xiàn)代種業(yè)科技發(fā)展的基礎，也是農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的牽動力。除了生產(chǎn)過程復雜、數(shù)據(jù)主體多元、數(shù)據(jù)存放分散等瓶頸問題外，數(shù)據(jù)的產(chǎn)權(quán)保護也是嚴重制約農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)共享利用深度和廣度的重要因素。特別是在商業(yè)化育種中，數(shù)據(jù)的共享范圍需要合理界定。忽視知識產(chǎn)權(quán)保護，隨意使用數(shù)據(jù)將打擊數(shù)據(jù)所有者的積極性，而過度強調(diào)保護則會限制數(shù)據(jù)流動，造成資源浪費。只有通過育種數(shù)據(jù)的科學合理共享，才能夠整合各方面的研究和成果，提高育種效率，并推動農(nóng)業(yè)育種領域的合作與交流，激發(fā)更多的創(chuàng)新和突破。2018年3月國務院辦公廳印發(fā)《科學數(shù)據(jù)管理辦法》，明確了各部門、單位科學數(shù)據(jù)開放共享的職責以及共享與利用的相關(guān)要求。但總體而言我國數(shù)據(jù)開放共享的知識產(chǎn)權(quán)保護體系尚未健全、數(shù)據(jù)共享管理制度還不夠完善，農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)生產(chǎn)、管理、使用等利益攸關(guān)方“不愿、不敢、不會”的問題突出，數(shù)據(jù)在擁有群體“內(nèi)部封閉式循環(huán)”現(xiàn)象仍較為普遍，對外開放共享較難。
2.4 數(shù)據(jù)存儲與管理的技術(shù)挑戰(zhàn)
育種技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了4個階段：“1.0”時代為馴化選育；“2.0”時代為雜交育種；“3.0”時代為分子育種；“4.0”時代則是智慧育種，即融合生命科學、信息科學與育種科學的智能設計育種。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長，尤其是組學數(shù)據(jù)和表型數(shù)據(jù)的規(guī)模越來越大。如何高效存儲、管理和分析這些數(shù)據(jù)成為新的課題。科學數(shù)據(jù)是科技創(chuàng)新系統(tǒng)中最活躍的要素之一，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動創(chuàng)新進而推動經(jīng)濟社會發(fā)展，利用科學數(shù)據(jù)打造科技創(chuàng)新優(yōu)勢已成為國際社會的普遍共識。然而，育種數(shù)據(jù)量的快速增長確實對數(shù)據(jù)保護和應用產(chǎn)生了多方面的影響。積極方面，更多的數(shù)據(jù)意味著更全面的信息，有助于提高育種工作的準確性；豐富的大數(shù)據(jù)為人工智能等技術(shù)提供了更多支持，促進了育種研究的進步；多樣化的數(shù)據(jù)可以更好地反映不同環(huán)境下的農(nóng)業(yè)情況，提升育種的適應性。但消極方面，隨著數(shù)據(jù)量的增加，數(shù)據(jù)保護的難度也相應增大。例如，在數(shù)據(jù)分類、存儲和管理上需要更多的資源和更高效的機制。此外，隨著數(shù)據(jù)量的增加，確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準確性變得更加重要，這對數(shù)據(jù)處理提出了更高的要求。同時，數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性可能變得更加復雜，需要更深入的分析和整理。
3 農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)保護與利用的策略
3.1 完善數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)制度
數(shù)字經(jīng)濟已成為繼農(nóng)業(yè)經(jīng)濟、工業(yè)經(jīng)濟之后的主要經(jīng)濟形態(tài)，是重組全球資源、重塑經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和改變競爭格局的關(guān)鍵力量。中國數(shù)字經(jīng)濟規(guī)模連續(xù)多年位居世界第二，數(shù)字經(jīng)濟已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的新引擎、新動能，對培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，提升產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈韌性具有強大支撐作用。數(shù)據(jù)作為數(shù)字經(jīng)濟時代重要的生產(chǎn)要素，已成為國家基礎性戰(zhàn)略資源。數(shù)據(jù)所有權(quán)、數(shù)據(jù)生產(chǎn)權(quán)、數(shù)據(jù)使用權(quán)、數(shù)據(jù)出版權(quán)、數(shù)據(jù)交易權(quán)等數(shù)據(jù)權(quán)屬問題是網(wǎng)絡和信息技術(shù)發(fā)展中的新挑戰(zhàn)，其根源在于個人、企業(yè)和國家在數(shù)字化和虛擬化過程中，數(shù)據(jù)的流動性和資源屬性不斷增強。在保護與利用之間找到平衡點是關(guān)鍵。建議建立明確的數(shù)據(jù)產(chǎn)權(quán)歸屬機制，例如通過法律或協(xié)議明確各方權(quán)利和義務，特別是在商業(yè)化育種中，確保數(shù)據(jù)在共享的同時，其創(chuàng)造者也能得到合理回報。
3.2 建立統(tǒng)一的農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)庫
在數(shù)字經(jīng)濟時代，科學數(shù)據(jù)的融合匯聚是形成新質(zhì)生產(chǎn)力的關(guān)鍵。為了更好地促進數(shù)據(jù)的共享與利用，可以考慮建立覆蓋全國的統(tǒng)一農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫需要具備靈活性和擴展性，能夠涵蓋不同維度的數(shù)據(jù)。如通過新型舉國體制突破種業(yè)戰(zhàn)略前沿和關(guān)鍵核心技術(shù)，對于應用技術(shù)、數(shù)據(jù)模擬、測試試驗等不適合以論文、專利呈現(xiàn)成果的支撐性服務，以任務完成進度和質(zhì)量為考核標準，促進全國大協(xié)作。利用大規(guī)模農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)庫、富集算法和生物數(shù)字模型，結(jié)合創(chuàng)新方法應用，通過基因挖掘和育種技術(shù)，打造以用戶需求為導向的大數(shù)據(jù)育種技術(shù)平臺?？蓪⒏邇r值的描述項置于顯著位置，并優(yōu)化呈現(xiàn)方式，例如提供數(shù)據(jù)快照、關(guān)鍵圖表縮略圖等直觀信息，并折疊用戶關(guān)注度較低的描述項，以突出關(guān)鍵信息，從而建立用戶友好型的數(shù)據(jù)共享平臺。
3.3 推動數(shù)據(jù)共享機制
構(gòu)建互惠共贏的數(shù)據(jù)開放共享機制，通過數(shù)據(jù)交換、服務交換、資助性狀功能鑒定評價、數(shù)據(jù)標記以及購買數(shù)據(jù)等方式，引導種業(yè)企業(yè)共享數(shù)據(jù)，引入國際育種數(shù)據(jù)資源，豐富數(shù)據(jù)來源，并持續(xù)優(yōu)化育種數(shù)據(jù)的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)，建立便利的數(shù)據(jù)獲取機制。同時也要注意，未共享本應共享的數(shù)據(jù)會造成資源浪費，而違規(guī)共享不應共享的數(shù)據(jù)則會威脅數(shù)據(jù)安全。因此明確產(chǎn)權(quán)、維護主權(quán)對于保障農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的安全共享至關(guān)重要。在明確育種數(shù)據(jù)的歸屬和使用權(quán)的基礎上，鼓勵數(shù)據(jù)的開放共享，平衡數(shù)據(jù)所有權(quán)和使用權(quán)的關(guān)系，促進數(shù)據(jù)的流動和應用，參考國際經(jīng)驗，探索多樣化的數(shù)據(jù)使用模式，如數(shù)據(jù)的開放獲取、數(shù)據(jù)銀行等。
3.4 提高數(shù)據(jù)分析技術(shù)
面對海量數(shù)據(jù)，需要進一步提升數(shù)據(jù)管理與分析的技術(shù)水平。引入人工智能、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)能幫助更好地挖掘數(shù)據(jù)價值，并為農(nóng)業(yè)育種提供更精準的支持。加速布局多維組學大數(shù)據(jù)和智慧育種基礎平臺建設，系統(tǒng)整合各育種基地和研究機構(gòu)的育種數(shù)據(jù)。通過優(yōu)化數(shù)據(jù)分析方法全面挖掘數(shù)據(jù)中的信息，解決育種數(shù)據(jù)量的增加和數(shù)據(jù)類型的多樣化問題；通過引入先進的分析工具和技術(shù)，如機器學習和人工智能，提高分析效率和準確性；通過標準化的數(shù)據(jù)格式和統(tǒng)一的標準，確保不同來源的數(shù)據(jù)能夠有效整合和比較；通過加強跨學科的合作，結(jié)合生物學、統(tǒng)計學等領域的知識，共同推動育種數(shù)據(jù)分析技術(shù)的發(fā)展。
3.5 推動國際合作與交流
農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的保護與利用不僅關(guān)系到國內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也對全球糧食安全具有重要意義。通過加強國際間的合作與交流，可以共同應對數(shù)據(jù)保護與利用的挑戰(zhàn)。通過建立國際協(xié)作網(wǎng)絡、舉辦國際會議和研討會等方式，各國科研機構(gòu)和企業(yè)可以分享育種數(shù)據(jù)，促進育種學術(shù)交流和育種經(jīng)驗分享，共同應對氣候變化和糧食安全挑戰(zhàn)。
4 農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的應用前景
在人工智能發(fā)展的歷程中，每一次范式變革不僅體現(xiàn)了技術(shù)手段的迭代升級，更深刻地揭示了人類在自我認知、社會組織模式及技術(shù)文明路徑構(gòu)建上的根本重塑。如杭州深度求索人工智能基礎技術(shù)研究有限公司于2025年1月發(fā)布的DeepSeek-R1推理模型，在有限的GPU資源下，在較短的時間內(nèi)成功訓練出世界一流的閉源推理大模型，并以開源形式提供給全球研究人員和開發(fā)者使用，展示了真正的開放精神，開啟了一扇通往無限可能的大門。數(shù)字科技的快速發(fā)展為我國縮小與種業(yè)強國的差距、構(gòu)建精準高效的智能設計育種技術(shù)體系提供了機遇，中國種業(yè)借助數(shù)字科技的力量，有望實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)育種也將進入智能化時代。如生豬全域數(shù)智育種系統(tǒng)融合了人工智能與基因技術(shù)，不僅顯著提升了育種效率，還大幅降低了技術(shù)門檻，使育種過程更加簡單高效?？梢灶A見，中國按照市場化、產(chǎn)業(yè)化模式，聚焦多組學、基因編輯、全基因組選擇、智能設計育種等關(guān)鍵技術(shù)，開展原創(chuàng)性技術(shù)攻關(guān)，創(chuàng)建基于基因型—表型—環(huán)境多維大數(shù)據(jù)的智能化育種方案，將有力提升中國育種科技創(chuàng)新能力，推動中國種業(yè)邁向“4.0”時代。在數(shù)字技術(shù)的支撐下，通過建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和共享機制，建立科學的數(shù)據(jù)管理體系，加強國際合作，更好地發(fā)揮育種數(shù)據(jù)的作用，為保障糧食安全和促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。在這個數(shù)據(jù)驅(qū)動的時代，只有有效保護和合理利用育種數(shù)據(jù)，才能確保我國在國際農(nóng)業(yè)科技競爭中占據(jù)優(yōu)勢地位。實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效整合與應用，為品種選育提供科學依據(jù)，這不僅加快了育種進程，提高了育種效率，而且有助于培育出更多適應不同環(huán)境條件的優(yōu)良品種，推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化向著更高層次發(fā)展。（參考文獻略）
?本文來自《農(nóng)業(yè)育種數(shù)據(jù)的保護與利用策略》
?作者：蔣海英,陳玉沖
?單位：廣西民族大學相思湖學院；廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學院
?刊于《中國種業(yè)》2025年第5期30-33頁 轉(zhuǎn)載請注明
