李家洋院士谈育种“5.0时代” ：智造智能品种

       “智能品种智造是未来农业科技竞争的制高点。”崖州湾国家实验室主任、中国科学院院士李家洋指出，育种“5.0时代”是智能品种的智能培育时代，即培育出的品种要智能、培育品种的技术手段也要智能。

       李家洋表示，智能品种以自主应对环境变化为核心特征，需依靠“种质资源+生物技术（BT）+信息技术（IT）+人工智能（AI）”，培育出能实现最优化的动态调整株型，能有效应对未来气候变化，实现增产增质、减投减损的作物品种。

       日前，在2025种子大会暨南繁硅谷论坛上，李家洋作题为《育种5.0：智能品种的智能培育》的主旨报告，对“智能品种智造”的理念与实践作分析解读。

崖州湾国家实验室主任、中国科学院院士李家洋

什么是智能品种？

       育种科技进步持续推动粮食单产提升，而育种科技本身的进步，则仰赖于基础科学的突破。

       回顾过往，作物育种学在过去的100年里，先后历经驯化育种、遗传育种（杂交、诱变）、分子育种（分子标记辅助、转基因）、精准育种（基因编辑、分子设计）等阶段，平均每20年就会得到一次跨越式螺旋式的发展，呈现出高速发展态势。

       如今育种“4.0时代”已成为现实。在水稻育种上，分子设计育种引领了品种升级换代，通过分子设计育成的“中科发”系列水稻品种已成为东北优质稻主产区的主导品种。

       科学发展不断向前。李家洋指出，下一阶段的品种培育重点需解决几大核心问题，一是既高产又稳产，二是应对极端气候变化，三是根据发育阶段动态优化理想株型，四是能量利用高效（增加光合作用与光合产物利用效率） ，五是资源环境友好（提升农业资源利用效率减少污染），六是即营养又健康（不仅吃得饱吃得好，还要吃的健康） 。

       “智能品种以自主应对环境变化为核心特征。”李家洋介绍，智能品种能够根据外界环境的变化，启动与之相应的分子调控通路，实现作物能量转化利用的动态调控，在生长与抗性之间的协同优化。

       能够在不同发育阶段最优化的动态调整株型，提升光能、肥料、水等农业资源的利用效率，能够应对未来气候变化带来的抵抗生物胁迫以及非生物胁迫，最终实现增加粮食产量，提高食物食味与营养品质，减少化肥农药等农业资源的使用，减少自然灾害损失。

智能品种如何智造？

       那么，智能品种的关键农艺性状有哪些？

       李家洋介绍，智能品种需要实现“两增两减”。在增产上，拥有智慧株型、高光效、特早熟、源库平衡等产量性状。在增质上，拥有营养品质、蒸煮食味品质、储藏品质、重金属低积累等品质性状。在减投上，拥有养分利用、节水、再生、抗除草剂等绿色性状。在减损上，拥有抗旱、抗高低温、抗病虫、抗倒伏等抗逆性状。

       “育种5.0时代是智能品种的智能培育时代，即培育出的品种要智能，而培育品种的技术手段也要智能。”李家洋指出，在技术路径层面，智能品种智造需实现“种质资源+生物技术（BT）+信息技术（IT）+人工智能（AI）”的结合。

       目前，AI赋能作物育种研究用于表型的精准预测，融合大数据、人工智能等多技术的育种平台正在成为现实。水稻、玉米的“智慧株型”研究也登上了国际顶级学术期刊。

       此外还有不少成功案例，由国内科研工作者改良培育的番茄、水稻品种能够“自主应对环境变化”，实现了顺境增产逆境稳产。在应对未来气候变化时，野生种质资源如多倍体野生稻，展现出远超栽培稻的耐逆能力，李家洋院士团队的“异源四倍体野生稻从头驯化开辟全新育种方向”引发广泛关注。

       人工智能与生物技术是相互促进的。机器学习、深度学习、蛋白质结构预测、大语言模型、AI科学家等AI技术的兴起，势必将极大程度地促进育种科技进步。

       “智能品种智造，一定能在未来的10年至20年内实现。”李家洋认为。