智種資訊在線：當(dāng)算法開始替代經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)算力成為新的生產(chǎn)要素—一場靜悄悄的"育種革命"正在重構(gòu)全球糧食競爭格局。
2025年10月16日，2025年10月16日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所許操團(tuán)隊(duì)的研究登上《細(xì)胞》期刊封面，為這場變革寫下了最有力的注腳：通過基因編輯重塑作物花型，讓機(jī)器人自主完成高通量授粉，突破了雜交育種百年來的技術(shù)瓶頸。
這標(biāo)志著農(nóng)業(yè)正從"生物學(xué)驅(qū)動"邁入"算法驅(qū)動"的新紀(jì)元。如果說上世紀(jì)育種革命的核心是發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵基因，那么當(dāng)前這場變革的底層邏輯，正在從生物工具系統(tǒng)性轉(zhuǎn)向以算法與算力為核心的數(shù)字能力。
AI，不再只是實(shí)驗(yàn)室的輔助工具，而是演進(jìn)為重塑全球種業(yè)競爭格局的核心基礎(chǔ)設(shè)施。從基因到算法，從實(shí)驗(yàn)室到萬畝良田，一場關(guān)乎未來糧食主權(quán)的深度變革已經(jīng)開啟。
算法驅(qū)動育種
過去，一個(gè)新品種從構(gòu)想到問世往往需十年甚至更久?？蒲腥藛T通過田間觀測、統(tǒng)計(jì)分析、世代篩選，逐步尋找理想基因組合。而AI的介入，正在改寫這一切。
革命性作物育種：下一代人工智能和大數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能設(shè)計(jì)育種時(shí)代 (a) 由下一代人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)驅(qū)動的作物育種將在四個(gè)領(lǐng)域發(fā)生變革：(i) 高通量表型獲取與分析；(ii) 生物大數(shù)據(jù)驅(qū)動的作物功能基因組學(xué)研究；(iii) 基于人工智能的育種組合與選擇；(iv) 個(gè)性化智能設(shè)計(jì)育種。 (b) 未來，生物技術(shù)與信息技術(shù)（BT + IT）的深度融合將推動智能驅(qū)動的作物育種工程發(fā)展，并具有兩個(gè)關(guān)鍵特征：(i) 基于大數(shù)據(jù)和育種模型的智能雜交育種；(ii) 利用人工智能和合成進(jìn)化技術(shù)的智能生物育種。（來源：趙春江院士團(tuán)隊(duì)）
以美國為例，Corteva、Bayer、Syngenta三大巨頭均已全面布局AI輔助育種平臺。Corteva格雷厄姆博士強(qiáng)調(diào)，科迪華轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動育種，利用人工智能、預(yù)測分析和數(shù)字表型分析來改進(jìn)早代選擇；Bayer則將AI嵌入矮桿玉米PPRECEON體系，通過算法模擬不同環(huán)境下的最佳株型與密度；先正達(dá)蔬菜種子近期更攜手谷歌旗下農(nóng)業(yè)AI公司Heritable Agriculture，借助人工智能篩選適應(yīng)不同地區(qū)與種植者需求的新品系。CGIAR 的數(shù)字和育種實(shí)體攜手合作，實(shí)現(xiàn)更智能的作物創(chuàng)新等。
AI的出現(xiàn)，使育種從“經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)向”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;算法導(dǎo)向”從實(shí)驗(yàn)走向設(shè)計(jì)，從重復(fù)試驗(yàn)走向精準(zhǔn)預(yù)測。
中國路徑：以數(shù)據(jù)優(yōu)勢驅(qū)動的系統(tǒng)躍遷
國務(wù)院近日印發(fā)《關(guān)于深入實(shí)施“人工智能+”行動的意見》，首次明確提出“加快人工智能驅(qū)動的育種體系創(chuàng)新”，這意味著AI育種正式進(jìn)入國家戰(zhàn)略層面。傳統(tǒng)育種周期長、成本高、偶然性大，而AI技術(shù)可通過基因型-表型關(guān)聯(lián)分析、高通量圖像識別等，實(shí)現(xiàn)對海量材料的快速篩選與精準(zhǔn)預(yù)測，將育種周期從數(shù)年縮短到數(shù)月。如果說歐美企業(yè)在算法層面領(lǐng)先一步，中國的優(yōu)勢在于規(guī)?；瘓鼍芭c數(shù)據(jù)生態(tài)。
科研層面，中國科學(xué)院成功研制出世界首臺可自動巡航雜交授粉的智能育種機(jī)器人“吉兒”（GEAIR），打破了人工授粉的效率瓶頸；在崇明田頭運(yùn)行的“海霸”生物育種工程化平臺，將育種代際從“年”壓縮至“月”；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)與上海人工智能實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合發(fā)布的“豐登·基因科學(xué)家”智能體，已輔助科學(xué)家在主糧作物中發(fā)現(xiàn)數(shù)十個(gè)新基因功能。
在生物育種領(lǐng)域，智能育種平臺通過整合基因組學(xué)、表型組學(xué)、環(huán)境數(shù)據(jù)與人工智能算法，正在系統(tǒng)性地重塑傳統(tǒng)育種模式，推動育種流程向數(shù)據(jù)驅(qū)動、精準(zhǔn)預(yù)測轉(zhuǎn)型。
目前，我國已形成多層次、全鏈條的平臺布局。在科研與機(jī)構(gòu)層面：中國農(nóng)科院作科所與阿里巴巴聯(lián)合發(fā)布國內(nèi)首個(gè)全流程智慧育種平臺；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)構(gòu)建“神農(nóng)大模型3.0”；北京市農(nóng)林科學(xué)院推出“金種子云育種”系統(tǒng)。
在商業(yè)化應(yīng)用層面，一批專業(yè)化育種管理系統(tǒng)也逐步成熟，包括農(nóng)博士、興農(nóng)豐華、艾格偌育種信息系統(tǒng)、華智育種管家、百奧云育種數(shù)據(jù)平臺等，為育種企業(yè)提供從數(shù)據(jù)管理到分析決策的全流程支持。與此同時(shí)，企業(yè)端的平臺建設(shè)與模型應(yīng)用也取得顯著進(jìn)展：隆平高科玉米全基因組選擇模型正式上線；天豐智慧AI育種平臺推動育種從“經(jīng)驗(yàn)依賴”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”轉(zhuǎn)型。
中國的路徑正在形成閉環(huán)：從科研突破、平臺建設(shè)到產(chǎn)業(yè)落地，構(gòu)建起數(shù)據(jù)驅(qū)動、場景賦能、產(chǎn)業(yè)協(xié)同的智能育種體系。
全球種業(yè)版圖的“重排時(shí)刻”
AI不僅改變了技術(shù)路徑，AI育種正在重塑全球種業(yè)競爭維度。
首先是時(shí)間優(yōu)勢：AI讓育種進(jìn)入“倍速時(shí)代”。Bayer宣布，AI+基因編輯讓短桿玉米選育周期從8年縮短至4年；浙江大學(xué)與華為研發(fā)的“AI育種家”平臺，將棉花育種效率提升20倍，周期縮短至3年，并已擴(kuò)展到水稻、大豆等作物。
其次資源優(yōu)勢：AI模型需要大量基因組與表型數(shù)據(jù)，而中國擁有全球最豐富的作物資源庫（超過50萬份）和多樣生態(tài)帶。未來，誰掌握數(shù)據(jù)，誰就擁有算法優(yōu)勢。
國家作物種質(zhì)庫外景
更深層次的競爭，則是標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則之爭：歐美公司正試圖通過算法鎖定關(guān)鍵性狀組合，推動AI育種專利化；而中國倡導(dǎo)“開放創(chuàng)新、共建共享”，強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)科技的公益屬性。兩種模式之爭，或?qū)Q定未來全球種業(yè)格局的走向。
AI育種的挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)孤島與“算法黑箱”
當(dāng)然，AI育種并非沒有隱憂。
當(dāng)前全球面臨的最大問題是數(shù)據(jù)不互通——不同機(jī)構(gòu)采集的數(shù)據(jù)格式、分辨率、算法口徑差異巨大，難以形成跨作物、跨地區(qū)的共享體系。
其次是“算法黑箱”風(fēng)險(xiǎn)：模型能預(yù)測出優(yōu)異性狀，但無法解釋其生物學(xué)機(jī)制，這對品種審定、監(jiān)管和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)都提出新挑戰(zhàn)。
在中國，AI育種尚處于快速探索階段，亟需頂層設(shè)計(jì)上的“數(shù)據(jù)共建與算法治理”。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部已開始制定“智能育種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系”，以解決科研與產(chǎn)業(yè)脫節(jié)的問題。未來，開放、可信的數(shù)據(jù)底座，將成為AI育種能否實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的關(guān)鍵。
用AI守護(hù)糧食安全
從國家戰(zhàn)略層面看，中國推進(jìn)AI育種，不僅是科技創(chuàng)新，更是糧食安全的主動防御。在全球地緣風(fēng)險(xiǎn)加劇、氣候波動頻發(fā)的當(dāng)下，傳統(tǒng)育種周期過長，難以應(yīng)對突發(fā)性病蟲害和氣候事件。而AI的出現(xiàn)，使得“快速響應(yīng)型育種體系”成為可能。
算法可實(shí)時(shí)監(jiān)測氣候數(shù)據(jù)、預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)基因，并通過智能編輯平臺快速生成候選材料，為國家糧食安全構(gòu)建一道“算法防線”。這意味著，中國的AI育種不僅在追趕，更在定義一種新的國家糧食安全模式。
智種評論
當(dāng)算法代碼與基因編碼深度交融，農(nóng)業(yè)正迎來千年未有的變局。登上《細(xì)胞》封面的中國研究成果，不僅突破了雜交育種的百年瓶頸，更昭示著一個(gè)全新紀(jì)元的開啟——農(nóng)業(yè)從“順應(yīng)自然”邁向“設(shè)計(jì)自然”，從“靠天吃飯”走向“靠智造吃飯”。
這場變革的核心，是生物技術(shù)與人工智能的雙核驅(qū)動。許操團(tuán)隊(duì)提出的“作物-機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)”理念，讓基因編輯重塑花型，AI機(jī)器人自主授粉，標(biāo)志著育種技術(shù)正經(jīng)歷從“雜交1.0”、“轉(zhuǎn)基因2.0”到“智能設(shè)計(jì)3.0”的歷史性躍遷。
院士洞見，指引方向：錢前院士斷言：“育種技術(shù)數(shù)字化、智能化是大勢所趨”；孫其信院士預(yù)見：“未來三年，AI育種將迎來根本性突破”；黃三文院士的“植物星球計(jì)劃”重新定義植物潛力——AI不是要取代自然，而是助力人類更深刻地理解并駕馭自然。
這場變革遠(yuǎn)不止于技術(shù)升級，更是產(chǎn)業(yè)范式革命。從基因到算法，從田間到云端，中國的育種體系正在經(jīng)歷全方位的智能化重構(gòu)。對于中國種業(yè)而言，這不僅是追趕的機(jī)會，更是實(shí)現(xiàn)“換道超車”的戰(zhàn)略機(jī)遇。
未來的種業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，必將是精通生物技術(shù)與數(shù)字智能的“雙棲強(qiáng)者”。他們需要具備：跨界整合能力：融通BT與IT，打破技術(shù)壁壘；生態(tài)構(gòu)建思維：從單點(diǎn)突破轉(zhuǎn)向系統(tǒng)創(chuàng)新；前瞻布局膽識：敢于投入長期研發(fā)，布局未來賽道。
未來的種業(yè)競爭，將超越單純的算法優(yōu)劣之爭，演變?yōu)椋簲?shù)據(jù)生態(tài)的完整性較量；產(chǎn)學(xué)研融合的深度競爭；標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則的話語權(quán)爭奪。
這場靜悄悄的革命，正在重構(gòu)全球糧食格局。對于中國企業(yè)而言，唯有把握這三年黃金窗口期，勇于投入BT-IT融合研發(fā)，布局“作物-機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)”，才能在新一輪種業(yè)競爭中掌握核心生產(chǎn)力，重新定義下一代農(nóng)業(yè)的競爭規(guī)則。
未來屬于那些既懂生命密碼，又通算法邏輯的開拓者——他們不僅將引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新，更將重塑全球糧食系統(tǒng)的未來圖景。
