用基因技术设计“未来水稻”(3)
分子设计育种已经让水稻实现高产与优质得兼。钱前认为,定向设计水稻品种可又好又快地实现新品种培育,能够大规模增加水稻品种。“大米口感好不好主要取决于两个基因。弄明白这一点,我们就可以对不同品种进行相应的置换和改造,得到想要的口味。”
“去年底,我们找到了某个基因,用它可以培育出高产高抗性淀粉的水稻,适合糖尿病人食用。”李家洋说,“在不久的将来,这个技术会有重大突破,我国1亿多位糖尿病患者将因此受益”。
定向设计还将为米饭在“主食”之外增加“营养品”的身份。未来,彩色米、富含特定营养元素的“功能水稻”也将走出实验室,摆上百姓餐桌,创造并引领人们对水稻的颜色、形状、品质、营养等方面的个性化需求,提高人们健康水平。
在长年累月的研究中,我国科学家已经确认水稻大量农艺性状的功能基因及其调控网络。有统计显示,近5年来,《细胞》《自然》《科学》等国际顶级学术期刊发表的水稻基因文章,有40%来自于中国科学家,反映了我国在水稻基因组学领域的大幅进步。
在我国唯一专门从事农业基因组学研究的国家级研究所——中国农业科学院深圳农业基因组研究所,多个研究团队在植株分蘖数调控网络、二代基因组测序的重要算法等项目取得多项国际领先成果。这个研究所配备了一个高性能计算中心作为硬件支撑——可同时组装10个农业大基因组,同时运行500个重测序计算,存储5000套基因组数据,实现超大规模农业生物信息学计算。
不过,从实验室研究成果到商业化产品,需要经过中间试验、环境释放、生产性试验、安全证书申请等环节,这一过程至少需要10年以上。
在国际上,已有公司超前性地引入人工智能技术,为“未来水稻”产品研发加速。美国Atomwise公司开发的技术能够通过强大的深度学习算法和超级计算机,在数百万个潜在目标中分析、预测并找出可能会对病虫害控制产生积极影响的分子。该技术还通过识别分子间相互作用模式进行深度自我学习,提高预测准确度。
高新科技对整个农业产业的颠覆式改造将指日可待。农民将通过移动设备指挥传感器、机器人、卫星和航空成像等设备,通过大数据分析及人工智能开发出最新技术耕地种田;一线大都市将工业化、大规模地推进立体农业,使城市空间成为未来食物的主要来源地之一;农业与餐饮、休闲、科研、教育等领域跨界融合的新业态将愈发丰富,农民将通过提升服务获得超额回报,农业生产和消费者之间的信息隔阂将逐步消除……(责任编辑:韩佳欣) |
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