生物育种与基因技术

8月26日,记者在山东省农科院畜牧兽医研究所研究基地发现,该所与合作伙伴奥克斯畜牧种业培育出国内首例具有综合育种值的基因编辑短毛耐热荷斯坦牛,具有短毛抗热性状,减产有望控制在10%以内。该团队利用基因编辑技术对来自高育种值奶牛体细胞进行了定向改良,获得双等位基因编辑犊牛,仅用一个世代便实现耐热性状导入,将短毛耐热荷斯坦牛GTPI提升至2980,达到国际先进水平。

中国农业科学院深圳农业基因组研究所联合广东省农业科学院基因中心和香港科技大学(广州)等多个团队,开发了一个以知识驱动的多智能体AI平台——"伯乐"。该平台通过约束大语言模型的推理过程,实现基因组育种分析的自动化与标准化,覆盖了全基因组关联分析、遗传力估计、种质资源评估和基因组选择等核心任务。相关成果以第一作者在《Journal of Integrative Agriculture》(中科院农林科学一区top,IF=5.7)发表。伯乐平台已开源发布,访问地址为https://bole.zishuailab.com/。

中国农业科学院农业基因组研究所农业基因编辑技术创新团队开发了一套家畜全基因组等位基因特异性表达分析新方法,解码猪基因表达调控密码。团队分析了公共数据库中6020份猪转录组数据,覆盖34个品种、42种组织,发现猪基因组中存在超30万个等位基因特异性表达位点,且不同组织、不同品种间差异显著。西方瘦肉型猪集中在生长和产肉相关基因,中国地方猪集中在脂肪沉积和繁殖相关基因。相关数据和方法已完整开源。研究成果发表在《基因组生物学(Genome Biology)》上。

原文标题: Artificial Intelligence Empowering Modern Agricultural Biological Breeding。作者: 徐启玉、郑波、钟上威（北京大学现代农业研究院、潍坊市科技创新促进中心、北京大学生命科学学院）。DOI: 10.12133/j.smartag.SA202602016。本文系统探究AI驱动植物育种范式变革的底层逻辑，梳理智慧育种的代际演变及其在表型解析、基因组预测和分子设计等关键环节的技术进展，并深入探讨育种大模型对育种全流程的重构作用，以期为中国种业科技实现自立自强提供理论参考。重点阐述AI在种质资源高效挖掘、高通量表型精准解析、全基因组选择模型预测及分子设计育种等关键环节的技术逻辑与实证案例，并针对跨学科数据壁垒、深度学习算法的可解释性不足、复杂变动环境下的模型泛化能力弱等核心挑战进行了深入分析。

8月20-22日第二十五届全国植物基因组学大会在内蒙古呼和浩特市召开，中国遗传学会植物遗传与基因组学专业委员会和内蒙古农业大学主办。来自国内156家科研院所、高等院校及企业参会共600余名专家学者（其中院士3名）。聚焦基因组测序与组装、功能基因组学、表观遗传学、分子育种及生物技术产业等重点领域。会议为期3天，设10场大会特邀报告、37场学术专题报告。

第16届亚洲大洋洲高级育种协会（SABRAO）国际大会8月17日至20日在南京召开，由江苏省农业科学院主办，以"精准智能育种：塑造气候适应型与营养强化型农业未来"为主题。江苏省政府副秘书长刘建出席开幕式指出需在科研攻关、人才培育、成果转化三方面同向发力。陈晓亚院士介绍通过基因编辑创制富含辅酶Q10水稻新种质的研究；高彩霞研究员阐述作物育种从传统操作迈向精准设计与可编程生物学时代的变革路径。

2026年8月3日,生物育种安徽省实验室双聘人员、安徽农业大学李晓玉教授团队在《New Phytologist》在线发表题为ZmHPATR1 orchestrates phyllosphere organic acid flux to recruit Sphingomonas and enhance resistance of maize to Curvularia leaf spot的研究论文。该研究揭示玉米ZmHPATR1基因通过调控叶片有机酸积累,特异性招募有益菌鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas),后者分泌胞外多糖威兰胶(Welan gum)直接抑制病原菌生长,从而增强玉米弯孢叶斑病抗性的全新机制,为基于植物微生物组的抗病育种提供了理论依据和技术路径。研究团队通过EMS诱变群体筛选获得抗弯孢叶斑病突变材料并利用MutMap定位方法鉴定出候选基因。

中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所智慧气象与农业气候资源利用创新团队提出塑性感知基因组选择框架,实现跨环境小麦基因组预测与育种资源高效配置。相关研究成果发表在《农业计算机与电子学(Computers and Electronics in Agriculture)》。传统多环境品种试验需多地点多年开展、周期长且成本高;科研团队以重组自交系群体为材料、在8个环境中调查产量、千粒重、穗粒数、穗数和株高,研究发现仅使用50%基因型在3个环境中的表型数据,株高、穗粒数和千粒重的预测准确度即可分别达到0.70、0.54和0.59。该框架将小麦对环境变化的响应量化为特征指标,无需复杂的环境描述数据即可开展跨环境预测,可为试验设计、亲本选配提供数字化决策支持。

生物育种安徽省实验室双聘研究人员、安徽农业大学韩毅教授团队在《Plant Physiology》发表题为HPCA1 and CaM3 contribute to peroxisomal H2O2-driven activation of salicylic acid responses的研究论文。该论文鉴定出过氧化物酶体产生的H₂O₂信号下游的两个核心功能组分——质膜受体激酶HPCA1与钙信号传感蛋白CaM3,为解析胞内活性氧信号的转导层级提供了关键新靶点。研究发现HPCA1功能缺失会完全破坏H₂O₂介导的SA防御响应与GSNOR蛋白稳态。

中国农科院蔬菜花卉研究所分子设计育种团队建立了一套辣椒高效遗传转化体系,突破了辣椒再生效率低、转化效率低、筛选难度大等技术瓶颈,利用CRISPR/Cas9技术实现靶向基因编辑。相关成果以An Efficient Spectinomycin and Visual Marker-based Genetic Transformation System and Gene Editing in Pepper为题发表在《园艺研究(Horticulture Research)》。芽诱导率约80%、芽伸长率提升至50%;转基因阳性率由约1%提升至8%以上。

北京市农业农村局副局长陈连武8月21日在2026世界农业科技创新大会新闻发布会上介绍:"十五五"时期北京将围绕前沿农业科技赛道实施关键核心技术攻关,培育自主原创品种;布局农业大模型、专用芯片、智能农机装备研发,打造智慧农业应用场景;研发绿色低碳农业投入品,布局替代蛋白未来产业;打通"前沿攻关—验证熟化—典型示范—规模推广"路径。

云南省农业技术推广总站8月18日在楚雄彝族自治州举办2026年大春主要粮油作物单产提升技术暨生物育种产业化现场观摩培训。参训人员观摩了楚雄市水稻单产提升千亩示范片、生物育种产业化示范样板,牟定县水稻集中育秧设施、水稻绿色高产高效示范,南华县大豆玉米带状复合种植模式等现场。农业农村部生物育种产业化分省包片巡回指导组技术专家现场对生物育种工作进行了点评。会议要求认真抓好病虫害防控、肥水调控等田间管理技术措施落实落细,全力以赴夺取秋粮稳产丰产。

易能医药、洞庭实验室、湖南省农业科学院、湖南农业大学、岳麓山实验室在长沙共建AI与活性药用成分(API)生物合成联合研发中心,依托单杨院士团队攻关活性药用成分高效生物合成。该中心针对API行业卡脖子难题,聚焦AI赋能合成生物学路径设计与发酵工艺优化,助力长沙全球研发中心城市建设,为湖南中医药千亿产业注入AI动能。

中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所智慧气象与农业气候资源利用创新团队提出塑性感知基因组选择框架,实现跨环境小麦基因组预测与育种资源高效配置,研究成果发表在《农业计算机与电子学》(Computers and Electronics in Agriculture)。仅使用50%基因型在3个环境中的表型数据,株高、穗粒数和千粒重的预测准确度即可分别达到0.70、0.54和0.59。框架将小麦对环境变化的响应量化为特征指标,无需复杂环境描述数据即可开展跨环境预测。

上海市农科院桃全产业链技术创新团队首席科学家李雄伟研究员介绍,今年重磅新品'锦冠'以'锦绣'为母本、'玉露蟠桃'为父本杂交选育,2022年通过上海市林木品种审(认)定,2026年获得国家植物新品种权,成熟期比传统主栽品种'锦绣'早约20天,彻底填补7月中旬至8月初优质黄桃供应不足的窗口期。即使成熟期经历高温梅雨环境,风味依旧稳定,硬脆可切片摆盘,放软直接撕皮,今年刚小规模投产上市即抢售一空。市农科院近年来承担国家桃产业技术体系、国家重点研发计划等各级科研项目21项,上海桃园示范区超60%农事作业实现机械化落地。

7月31日,「新天工开物」科技成就发布会生物育种专场首播,聚焦我国生物育种技术领域的自主创新成就,发布山东省农业科学院作物研究所所长曹新有的「高产优质济麦新品种的选育与推广」、中国农业科学院蔬菜花卉所副所长张圣平的「黄瓜高效分子育种技术创新与应用」两项科技成就,讲述农业科技工作者为「米袋子」和「菜篮子」装上「中国芯」的科研历程。山东省农科院小麦遗传育种团队聚焦高产广适、优质强筋、抗病耐逆、营养特色四大育种方向,育成济南17、济麦22、济麦44一系列突破性小麦新品种;团队还联合中国科学院遗传与发育生物学研究所以济麦44品种为对象构建了高质量参考基因图谱,让小麦育种更加精准高效。中国农业科学院蔬菜花卉所黄瓜遗传育种课题组针对黄瓜生产上缺乏耐低温、抗病毒病品种及高通量基因分型技术欠缺等产业痛点,历时15年攻关,率先完成黄瓜近完整参考基因组组装,建成全球首个黄瓜多组学数据库,建立高效分子育种技术,育成中农脆玉3号等多个新品种。

经济参考报8月7日深度报道江苏省农业科学院打造农业前沿技术集群、加快技术成果从展示品到大田标配转化的最新进展。基因层级研发链条初步成形:湖羊团队靶向抑制肌肉生长关键基因MSTN,大幅提升肉用性能,辐射新疆、甘肃、青海等西部肉羊产区;畜牧所针对部分人群牛奶不耐受问题,聚焦主要致敏原β-乳球蛋白,创制可生产低致敏牛奶的奶牛新种质;种质资源与生物技术研究所赵涵团队利用AI无人机基因测序,一次精准鉴定上百份样本,筛查效率大幅提升,新品种培育周期从传统10年压缩到3年。今年新投用的江苏农业种质资源综合基因库能保存55万份种质资源,满足江苏未来30年农业科技创新需求。智能装备方面,信息所历经6年开发出3代农业机器人,采摘一个番茄从最初的15秒降到9秒,机器人成本从60万元降至20万元以下,2025年获全国遥感高分领域竞赛第一名,采摘机器人获雄安智慧农业大赛二等奖,2026年初农业农村部批准建设的智能采收机器人重点实验室由集萃智能公司联合江苏省农科院等共同打造。冷链流通方面,装备所新技术将果蔬保鲜期从5天延长至15天以上,近5年累计保鲜蔬菜6万多吨,平均减少蔬菜产后损耗12%以上,新增销售额75.4亿元、累计新增利润22.5亿元,李鹏霞团队的冷链流通技术通过美国UC Davis采后研究与推广中心评估,正式上线其全球权威的ProductFactSheets平台。

长期以来,国内高端玻璃温室栽培专用串收番茄种源高度依赖进口,单粒种子售价高达16-20元,高昂的用种成本成为制约现代设施番茄产业发展的瓶颈。上海市农业科学院园艺所科研团队成功选育拥有自主知识产权的串收番茄新品种沪上串红,实现国产优质串番茄种源国产化突破。沪上串红为无限生长型串收番茄,整穗成熟一致性好,果实着色均匀,商品果率表现稳定,连续坐果能力强,果实酸甜平衡、风味突出。育种过程中综合运用分子标记辅助选择以及全基因组选择等现代育种技术,实现对目标性状的精准筛选与高效聚合,使品种更加契合上海地区现代设施农业栽培环境,抗病性、坐果能力及商品外观均接近主流进口品种水平。

7月31日,新天工开物科技成就发布会生物育种专场首播,山东省农业科学院作物研究所所长曹新有发布高产优质济麦新品种的选育与推广成果。山东农科院小麦遗传育种团队聚焦高产广适、优质强筋、抗病耐逆、营养特色四大育种方向,育成济南17、济麦22、济麦44一系列突破性小麦新品种;联合中国科学院遗传与发育生物学研究所,以济麦44为对象构建高质量参考基因图谱;中国农业科学院蔬菜花卉所副所长张圣平发布黄瓜高效分子育种技术创新与应用成果,历时15年攻关率先完成黄瓜近完整参考基因组组装,建成全球首个黄瓜多组学数据库,育成中农脆玉3号等多个新品种。两项成就由中国作物学会、中国园艺学会分别推荐,入藏科技成就数字展品库。

近日,中国农业科学院油料作物研究所油料作物分子改良理论与技术创新团队揭示了光呼吸和糖酵解途径相关代谢物是调控植物耐热性的关键因素,为作物耐热性改良提供了全新靶点和理论支撑。相关研究成果发表在《分子植物》(Molecular Plant)上。科研团队运用蛋白质组学、生理生化和遗传功能验证等手段,历时多年攻关,首次揭示光呼吸和糖酵解途径产生的相关代谢物是高温伤害植物的核心因子,且两条途径对调控植物耐热性具有协同作用,并利用鉴定到的协同基因创制出耐热性改良株系,为作物耐逆种质挖掘与分子育种提供了重要支撑。