2025年中央一号文件提出，“推进农业科技力量协同攻关，以科技创新引领先进生产要素集聚。”走进坐落在长春新区的中国科学院东北地理与农业生态研究所，在中国科学院大豆分子设计育种重点实验室（以下简称大豆分子设计育种重点实验室）的室外实验田里，种植着上千个大豆株系，科研人员正在模拟环境中精心培育植株。仔细观察，实验田被分成若干个小地块，每个小地块的标牌上详细记录了大豆株系的编号、亲本、特性以及关键参数等信息，以便在后续的分子设计育种中更精准地选择大豆基因。
在大豆分子设计育种重点实验室的“高通亮”自动化表型组平台，不仅能在不同光谱下观察作物生长的表型组，还能将大豆育种从试验选优变为计算选优。
“每个小地块就是一个株系，1.1公顷的实验田里一共种了3300多个，研究方向都是大豆功能基因！”中国科学院东北地理与农业生态研究所高级工程师冷建田介绍说，“大豆分子设计育种就是要像设计工业产品那样设计大豆品种。设计大豆品种，首先就要知道每个大豆基因的功能。一粒大豆拥有数万个基因，通过多基因聚合、全基因组选择和基因编辑等技术，我们可以将大豆基因重新进行更精准地排列组合，从而得到既抗病、抗倒伏又高产量、高含油量的优质品种。”
大豆分子设计育种重点实验室以大豆为主要研究对象，长期致力于大豆重要基因资源的挖掘与利用，开展重要农艺性状形成的分子机制研究，培育适宜于东北地区的突破性大豆新品种，建立起完善的大豆分子设计育种体系。
走进大豆分子设计育种重点实验室的“高通亮”自动化表型组平台，科研人员正利用先进的育种设备对大豆植株进行扫描，这里不仅能在不同光谱下观察作物生长的表型组，还能通过研究大数据和人工智能育种，将大豆育种从试验选优变为计算选优，为大豆分子设计育种装上“加速器”。
“传统大豆品种选育之所以效率低，一个核心问题是遴选品种的过程依靠人工，优势基因的筛选和品种选育周期长。”大豆分子设计育种重点实验室创新提出“计算育种”的概念，把品种选育从地里转移到计算机，“在计算机上可以用数据组装成大豆，把育种中每个基因发挥的潜在作用试验一遍！我们通过模拟大豆生长的特定环境，将一季生长时间从近六个月缩短至五六十天。”冷建田说。把“分子设计育种”和“计算育种”结合起来，极大提高了育种效率，实现了“换道超车”。
发展农业新质生产力，种业振兴是关键之举。构建世界上容量最大的大豆高密度突变体库，创制1000余份大豆优异种质资源，攻关“计算育种”、建立“数据中心”……近年来，大豆分子设计育种重点实验室专注于大豆产量、品质形成相关的发育形态和生理特性改良，先后审定大豆新品种55个，选育出的“东生”系列大豆品种累计推广面积已达1.2亿亩。
大豆分子设计育种重点实验室里，陈列着一组组大豆品种标本，通过分子设计育种技术选育出的“东生118”“东生119”“东生120”三个高产大豆品种赫然在列。这些品种均依托分子设计育种平台，通过全基因选择设计育种方案，实现了大豆产量和含油量等关键农艺性状的显著提升。
“应用分子设计育种技术选育大豆品种并不容易！就拿选育耐盐碱大豆品种来说，专家团队曾将2000多个大豆品种分别种在中重度盐碱里进行实验，最终能存活下来的只有十几种。”冷建田说，为高效培育新品种，他们将分子设计育种技术引入耐盐碱大豆品种选育“，东生118”就是经过多年选育出来的耐盐碱大豆品种。在选育之初，实验室进行了大量分子设计育种基础研究，对国内1700余个大豆品种的基因重新测序，为大豆新品种培育挑选出优异亲本材料和靶标基因。
在农安县华家镇示范种植1000亩，实现每亩198公斤的高产；在农安县小城子乡的盐碱地上试种500亩，创造了每亩240公斤的产量……向盐碱地要产量，大豆分子设计育种重点实验室利用10年时间，让“寸草难生”的盐碱地长出了“金豆子”。从2022年开始，“东生118”耐盐碱大豆新品种在多地成功试种，远高于全国大豆平均产量，展现了在盐碱地大面积推广应用的潜力。
分子设计育种是未来育种的重要方向。如今，大豆分子设计育种重点实验室在相关技术领域持续积累，建成了40万个株系的大豆突变体种质资源库和大豆多基因聚合技术平台，以及加速育种的大豆分子设计育种平台，更好地保障了国家粮食安全。
来源：长春日报