科技日报记者 宋迎迎 通讯员 肖玲玲
11月7日，在山东极智生物科技有限公司（以下简称“极智生物”）实验室，技术员潘宏伟正运用时空转录组切片技术处理小麦根尖样本。随着超薄切片机刀刃落下，原本肉眼难辨的组织，在电脑显示屏上变成带有“地址标签”的彩色网格——这项能同时获取基因表达与空间位置信息的技术，正是极智生物推动“经验育种”向“智能设计育种”转变的关键突破之一。
在前不久举办的第十七届中国国际种业博览会暨第二十二届全国种子信息交流与产品交易会上，极智生物与青岛市农科院基于智能设计育种体系育成的彩色小麦品种，吸引了不少目光。
作为一家高新技术企业，极智生物致力于数字育种4.0技术的研发和应用。这家位于山东青岛高新区的民营企业，已搭建起全链条人工智能育种体系。
“基因导航”加速育种进程
“一把尺子一杆秤，用牙咬，用眼瞪”，过去，育种专家主要依赖肉眼观察作物外部表型筛选种质材料，育种周期漫长且成功率有限。
如何让育种专家们实现快速、精准选育？极智生物开发的液相育种芯片，提供了新思路。
“液相育种芯片能全面检测品种的DNA信息，快速识别出与优良性状相关联的基因。”极智生物总经理徐凤凤告诉科技日报记者，相比传统育种手段，使用液相芯片能高效地检测和筛选丰产、抗病等关键基因，大幅缩短种子选育时间，提高选育准确性，将育种带入“基因导航”时代。
目前，极智生物研发的液相育种芯片已涉及主粮作物、杂粮、果蔬、林木等多个物种领域，该企业已为全国百余个科研单位、高校和种业公司的育种团队提供检测服务，累计检测样本超万份。
在极智生物，技术突破不止于此。
潘宏伟告诉记者，植物组织结构复杂，不同细胞类型和组织层次紧密相连，在切片过程中极易造成组织变形、RNA降解等问题，影响后续基因表达信息的准确获取。时空转录组切片技术能同时获取组织切片中基因表达信息和基因空间位置信息，解决了传统单细胞转录组“知基因表达、不知空间位置”的关键问题。
“例如，在对小麦田间抗旱性进行鉴定分析时，通过该技术可以在组织切片中精准定位到能让小麦更抗旱的基因，并解码基因表达的调控机制，从而为培育耐旱小麦品种提供依据。”潘宏伟说。
培育突破性小麦新品种
通过整合资源，极智生物搭建起一套覆盖种质资源鉴定、品种基因型“体检”、最优亲本组配、快速纯合、基因组早期选择、品种真实性鉴定等育种全流程的合同研发组织服务体系。
依托该体系，该企业自主搭建小麦iWheat智能设计育种平台，整合5000多份小麦种质资源的基因型，34万条涵盖产量、品质、抗性等性状的表型数据，以及6000多个功能基因位点和15项AI育种算法，可实现高效、精准的智能设计育种。
“有了这个平台，小麦育种周期由原来的8—10年缩短至2—3年，育种成本降低了80%。”徐凤凤说。
在极智生物展厅的展台上，几罐蓝色和紫色的麦粒样品格外引人注目。这些正是极智生物基于智能设计育种体系及iWheat智能设计育种平台，与青岛市农科院合作选育的耐盐碱彩麦品种。
“这些彩色小麦不仅颜值高，营养价值更高。”徐凤凤拿起一包蓝麦样品说，“这是‘青研蓝麦1号’，是优质强筋小麦，每一颗麦粒都富含花色苷，钙、铁、锌等微量元素，远超普通小麦。”
徐凤凤又掏出手机，向记者展示紫麦试种的照片——试验田里，麦秆粗壮、麦穗饱满。“‘青研紫麦2号’矮秆防倒伏，抗寒抗病且丰产性好，亩产达1000斤以上。”提起公司数字育种成果，徐凤凤语气里是掩不住的自豪。
智慧赋能，良种诞生更可预期。谈及未来发展，徐凤凤表示，将发挥公司智能育种技术、基因测序、AI育种算法等优势，在2—3年内培育出高产优质、耐逆抗病的突破性小麦新品种，为中国农业“芯片”升级迭代贡献力量。
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