从一粒玉米看智慧育种（经济聚焦·农田里的新鲜事）

正大种业海南乐东南繁基地，65亩试验田里的玉米大多迎来收获期。湖北襄阳正大种业股份有限公司首席生物育种专家吴坤走到一株玉米旁，掰下一个玉米棒，剥开层层叶子，整齐、圆润、饱满的玉米粒粒分明。“看起来，这是一个有显著产量优势的杂交组合。”他初步判断。

从几平方米到十几平方米，65亩试验田被分成1.6万余个面积大小不一的种植小区，每一个小区都种着不同的材料或品种。过去的这个冬季，吴坤带着团队在这里种植提纯鉴定1.1万余份用作玉米杂交的亲本材料；同时，还繁育组配了超过5000个杂交组合，为6月初在黄淮海地区广泛开展品种试验备种。

打开手机，对准一个试验品种的条形码，吴坤示范起如何利用湖南长沙百奥云数据科技有限公司研发的田间采集终端丰富品种数据：株高、病害、果穗情况……这些数据采集后会被上传到生物育种数智平台。

这些数据以前都采用纸质记录形式，或者以电子表格的形式存储在电脑里；现在，不仅数据录入效率更高，而且相关数据可以在数智平台上形成完整链路，让后续对材料的评价更有科学依据。“相当于给育种材料做家族基因图谱。有了这个谱系，以后它们家族的更多后代长啥样，轻点鼠标，就能调取电子画像。”吴坤介绍。

随着5000多个玉米杂交组合的收获接近尾声，吴坤已经开启更忙的“考种”工作——哪些组合表现出可观的品种优势，可以进入小试、中试、大试，哪些因为田间表现不佳而被淘汰，团队在一两周内就要完成判断。

“传统育种主要依靠育种人员自身的经验判断，现在以数据为基础的科学模型正在弥补经验判断的不足。”吴坤说，粮食作物产量表现，既与其自身基因相关，也受环境、栽培水平等影响。尽管基因测序越来越便捷，但玉米产量还并不确切关联某几个具体的基因片段。因此，找到玉米田间高产表现与特定基因的相关性，大数据或许是一种有效的辅助判断。

为了节约育种时间、提升效率，前几年起，正大种业与长沙百奥云数据科技有限公司合作，引入生物育种数智平台，对种质资源及育种过程数据开展信息化、智能化存储、记录和处理。

之所以这样做，要从一粒玉米种子的培育过程说起。

培育出一粒优良的玉米种子，要先在海量不同基因的玉米种质资源中，筛选出合适的父本材料和母本材料，配制成千上万个杂交组合到田间种植；收获后，从中选择田间表现最好的10%，与选定的不同品种亲本杂交或自交，再次筛选……如此循环重复，直至筛选出产量、抗性等各方面都稳定且有良好表现的组合，到不同区域开展田间试验。

“像海选一样，让杂交组合一代代晋级。”吴坤打了个比方，每一个最终确定的玉米杂交组合，至少需要经过5代筛选，“再加上投入市场前的审定阶段，一代玉米品种的成功繁育，短则经历七八年，长则经历十几年。”

提升育种效率，意味着要在更短的时间里，找到更优的杂交组合。然而，杂交组合的数量几乎是无穷的。“比如挑选1万个育种材料与10个材料杂交，就能获得10万种组合，即便一种组合只种几平方米，一个科研团队也很难将10万种组合全种下去并且采集数据、收获测产。”吴坤说，育种专家过去必须依靠经验判断，在近乎无穷的组合中，挑选出有限的组合数量，开展田间试验。

能否通过理论预测，把表现较好的部分挑选出来，或者把最差的部分剔除掉，再到不同地方开展田间试验？这就需要基于数据建模分析。

“我们搭建的生物育种数字化平台，为科研团队提供了从数据管理到模型构建的便利，基于模型，育种专家能够先预测再验证。”百奥云董事长王冰冰说，随着模型预测精度的持续提升，将持续减轻验证工作压力，从而提升育种效率。

国内种业公司隆平高科数据分析专家认为：“在数智平台助力下，全基因组选择技术显著提升了玉米和水稻育种效率。通过对多个生态区建模并验证，该技术可在缩减50%试验规模的同时仍保留近80%的优良品种，使育种效率提升近60%。”

基于种质资源基因型数据和杂交组合田间表型数据，正大种业从几年前开始，着手构建并完善包含数十种参数的玉米育种模型。

2025年6月，仅在黄淮海夏玉米主产区，正大种业就在3个代表性试验点开展了超过4000个初配玉米杂交组合的田间试验。“这些组合，全部来自育种专家的筛选，其中，超过10%的组合经过模型预测。”吴坤说。

当时，有近200个杂交组合，基于材料的基因数据和田间表型数据等参数，模型预测不具备明显产量优势，但团队还是种到了地里。“结果10月份收获验证，超过160个杂交组合产量表现相对不佳，否定性的预测准确率超过80%。”吴坤说，如果这种准确率持续得到验证，未来在筛选用于田间试验的组合时，预测为不佳的组合就可以直接被淘汰，从而节省试验田和人力资源。

在吴坤的试验中，模型去年预测高产的200多个组合里，实际验证相对高产的不到100个，正向预测的准确率还只有40%左右。今年，正大种业一边继续调优参数，优化模型；一边继续在黄淮海地区、西南地区、东北地区等不同区域的试验田广泛开展模型预测与育种专家传统经验预测的对比试验，以验证并进一步优化模型预测的准确率。

“随着预测准确率的稳步提升，更多杂交组合可以跳过田间小试甚至中试阶段，直接开展大试，推动一个品种的育成时间节约一到两年甚至更长时间。”吴坤说。

■记者手记

育种人的不变与变

笔者采访过不少育种人，这些年，他们的身上，有着不变与变。

不变的是，每年冬季，大江南北的育种专家如同候鸟一般，“迁徙”到海南南繁基地，利用热带的光热，在有限的时间里，提纯材料，做杂交试验。转过年，又迅速回到祖国广袤的耕作区，将收获的种子，播撒到地里，开展田间试验。

一只只追赶光阴、追逐光热的“候鸟”，用行动助力保障粮食安全；每一个挥洒汗水、埋首耕耘的身影，都在为端稳中国饭碗贡献力量。

变的，则是育种的手段从未停止创新。从传统育种，到杂交育种；从分子育种，再到数据模型辅助育种……理念不断突破，科技持续进步，我国的育种水平，也逐步从跟跑、并跑到部分领跑。

今年中央一号文件提出，深入实施种业振兴行动。这个春天里，育种人正在农业强国建设的道路上奋勇前进。

来源：人民日报