國(guó)家重點(diǎn)專項(xiàng)“玉米新種質(zhì)項(xiàng)目”團(tuán)隊(duì)通過“西南種芯-V1”大模型及配套專用芯片“XNY-1000”，選育出50多個(gè)適配西南山區(qū)的玉米優(yōu)良新品種。圖為彌勒虹溪千畝玉米示范基地新品種展示現(xiàn)場(chǎng)。
在西南山區(qū)的千畝玉米示范田里，一場(chǎng)關(guān)于“種子芯片”的農(nóng)業(yè)科技革命正由國(guó)家戰(zhàn)略力量迅速推進(jìn)。近日，依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃重點(diǎn)專項(xiàng)“西南及南方高產(chǎn)抗逆耐瘠薄宜籽粒機(jī)收玉米新種質(zhì)創(chuàng)制與應(yīng)用”（簡(jiǎn)稱“玉米新種質(zhì)項(xiàng)目”），我國(guó)首款商用玉米智慧育種大模型“西南種芯-V1”及配套專用芯片“XNY-1000”在云南省紅河哈尼族彝族自治州彌勒市發(fā)布。這一重大科技成果推動(dòng)西南玉米育種跨入“算力+硬件”新階段，憑借產(chǎn)量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率65.3%~82.5%、育種周期縮短50%、基因檢測(cè)成本降低40%的核心指標(biāo)，為破解西南及南方玉米產(chǎn)業(yè)“卡脖子”難題提供扎實(shí)的科技支撐。
突破背后：
國(guó)家級(jí)科研力量的協(xié)同創(chuàng)新
“從種質(zhì)資源挖掘到新品種落地，靠的是跨區(qū)域、跨學(xué)科組成的‘科技集團(tuán)軍’。”在彌勒市虹溪鎮(zhèn)的新品種展示區(qū)，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)科技管理處副處長(zhǎng)周偉介紹道。作為項(xiàng)目牽頭單位，四川農(nóng)業(yè)大學(xué)聯(lián)合了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院糧食作物研究所、重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米與特色作物研究所、廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所等十余家科研單位，以及川單種業(yè)、云南金穗種業(yè)等龍頭企業(yè)，構(gòu)建起“種質(zhì)資源挖掘—基因聚合—表型驗(yàn)證”的全鏈條技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)、學(xué)、研、用深度融合。
這支匯聚育種學(xué)、基因組學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)等多學(xué)科背景與轉(zhuǎn)化應(yīng)用的團(tuán)隊(duì)，成功研發(fā)出“西南種芯-V1”大模型。該模型整合了西南玉米種質(zhì)資源數(shù)據(jù)庫、百萬級(jí)育種表型與環(huán)境因子數(shù)據(jù)，已選育出“優(yōu)迪899”“榮玉88”等優(yōu)良新品種。配套專用芯片“XNY-1000”，則是科研單位與企業(yè)協(xié)同優(yōu)化的成果，顯著降低了基因檢測(cè)成本。
玉米新種質(zhì)項(xiàng)目首席科學(xué)家蘭海在現(xiàn)場(chǎng)考察時(shí)表示，該項(xiàng)目最可貴的是將科研院所的實(shí)驗(yàn)室成果、企業(yè)的市場(chǎng)需求、農(nóng)戶的田間痛點(diǎn)緊密結(jié)合。目前，團(tuán)隊(duì)針對(duì)西南地區(qū)干旱頻發(fā)、土壤瘠薄、機(jī)械化難度大等痛點(diǎn)，培育出50多個(gè)適配新品種。在虹溪鎮(zhèn)千畝示范區(qū)中，這些品種實(shí)測(cè)平均畝產(chǎn)突破1000公斤，較傳統(tǒng)品種增產(chǎn)15%以上。
科技賦能：
從“靠天吃飯”到“精準(zhǔn)育種”
西南及南方玉米產(chǎn)區(qū)長(zhǎng)期面臨單產(chǎn)低、機(jī)械采收難等瓶頸，玉米新種質(zhì)項(xiàng)目以國(guó)家力量系統(tǒng)攻堅(jiān)，多項(xiàng)核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破。
“項(xiàng)目在雄性不育制種、抗逆基因挖掘、高產(chǎn)抗逆、耐瘠薄等核心技術(shù)領(lǐng)域取得關(guān)鍵突破。”駐虹溪“蘭海專家工作站”團(tuán)隊(duì)成員、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米研究所夏超介紹，例如，在抗逆育種上，團(tuán)隊(duì)挖掘出3個(gè)耐瘠薄關(guān)鍵基因，培育的“榮玉889”是項(xiàng)目組通過定向創(chuàng)制“伴侶親本”自交系，組配選育的新型玉米三交種。“榮玉889”在區(qū)試中比對(duì)照增產(chǎn)14.1%，居同組別第一名，是近年來國(guó)家統(tǒng)一試驗(yàn)少有的超高產(chǎn)玉米新品種；針對(duì)紅壤貧瘠問題，團(tuán)隊(duì)研發(fā)“品種+培肥”配套體系，讓彌勒市石漠化地塊玉米畝均增產(chǎn)150公斤，帶動(dòng)200余戶農(nóng)戶增收。
推廣落地：
“技術(shù)包”模式助力鄉(xiāng)村振興
“以前看老天，現(xiàn)在看‘芯片’”成為彌勒種植戶的普遍感受。2023年以來，項(xiàng)目成果已快速轉(zhuǎn)化推廣，向西南五?。▍^(qū)、市）種業(yè)企業(yè)提供親本材料51份，授權(quán)品種權(quán)20項(xiàng)，帶動(dòng)企業(yè)研發(fā)投入增加30%；在七?。▍^(qū)、市）建起7個(gè)示范基地，輻射推廣面積214.5萬畝，幫助農(nóng)戶戶均增收1500元。
在紅河州，項(xiàng)目還聚焦“烤煙+玉米”綠色高效輪作模式創(chuàng)新，有效解決輪作中土壤養(yǎng)分平衡、作物生長(zhǎng)周期協(xié)同等難題。通過“西南種芯-V1”大模型精準(zhǔn)選育生育期90~100天的玉米品種，無縫銜接烤煙采收；利用“XNY-1000”芯片檢測(cè)品種抗根腐病基因，使“虹玉1號(hào)”等品種病害發(fā)生率從25%降至5%以下；結(jié)合雄性不育制種技術(shù)，在降低制種成本的同時(shí)確保品種純度達(dá)99%。目前，彌勒市已建成1.2萬畝輪作示范基地，每畝增收超800元，實(shí)現(xiàn)“種煙穩(wěn)收、種玉米增效”的“糧煙雙優(yōu)”格局。“國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)落地，幫我們破解了‘糧煙爭(zhēng)地’老難題。”彌勒市副市長(zhǎng)袁云杰表示，2024年全市玉米產(chǎn)值達(dá)5.78億元，占糧食產(chǎn)值的70%。
“該項(xiàng)目品種抗逆性、技術(shù)集成度、產(chǎn)業(yè)融合度均超預(yù)期，經(jīng)驗(yàn)可在武陵山區(qū)、烏蒙山區(qū)等類似生態(tài)區(qū)復(fù)制。”中國(guó)工程院院士榮廷昭在評(píng)審中強(qiáng)調(diào)，玉米新種質(zhì)項(xiàng)目不僅是國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)的標(biāo)桿，更為西南農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化提供了“科技+產(chǎn)業(yè)”的融合范本。項(xiàng)目計(jì)劃2026年前完成5個(gè)新品種國(guó)家審定，建設(shè)10萬畝標(biāo)準(zhǔn)化種植基地，推動(dòng)西南玉米從“種得好”向“賣得好”全鏈條升級(jí)，用科技打破自然桎梏，守護(hù)糧食安全。
