未來(lái)發(fā)展

種子是農(nóng)業(yè)的命脈，育種理論與工程化技術(shù)是種業(yè)發(fā)展的“卡脖子”科技問(wèn)題，產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)其實(shí)是科技儲(chǔ)備與供給能力的競(jìng)爭(zhēng)。“分子模塊”是中國(guó)人自己提出的理論，通過(guò)先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)的布局，中國(guó)科學(xué)院在分子模塊設(shè)計(jì)育種科技體系方面開(kāi)展了很好的前瞻性、針對(duì)性和儲(chǔ)備性戰(zhàn)略研究，并取得了顯著成效。但是，我們依然要清醒地認(rèn)識(shí)到“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)的”，依然要“敢于走前人沒(méi)走過(guò)的路，努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，把創(chuàng)新主動(dòng)權(quán)、發(fā)展主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中”。展望未來(lái)，要滿足農(nóng)業(yè)未來(lái)產(chǎn)品發(fā)展對(duì)育種科技的需求，分子模塊設(shè)計(jì)育種科技體系的發(fā)展應(yīng)注重與如下幾個(gè)領(lǐng)域最新研究成果的結(jié)合。

合成生物學(xué)。分子生物學(xué)、組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)的快速發(fā)展大大促進(jìn)了我們對(duì)物種形成機(jī)制的認(rèn)知。在新一輪的分子模塊設(shè)計(jì)育種創(chuàng)新中，結(jié)合計(jì)算生物學(xué)、合成生物學(xué)和基因組編輯等顛覆性共性技術(shù)與工程化技術(shù)體系，發(fā)展基于底盤(pán)品種的物種合成、物種重建成為可能。未來(lái)可依據(jù)目標(biāo)區(qū)域的需求，整合多個(gè)復(fù)雜性狀的分子模塊系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)特定設(shè)計(jì)、特定合成功能物種。

設(shè)計(jì)育種大數(shù)據(jù)。注重融合影像、組學(xué)、物種多樣性、作物個(gè)體發(fā)育與環(huán)境適應(yīng)等數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于復(fù)雜系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)知識(shí)圖譜以及不同尺度下區(qū)域自然資源稟賦指標(biāo)體系，融合深度學(xué)習(xí)技術(shù)，建立基于時(shí)間序列的評(píng)分矩陣、概率矩陣分解等數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)分子模塊設(shè)計(jì)品種的預(yù)測(cè)。

設(shè)計(jì)育種智慧管理。基于關(guān)聯(lián)、時(shí)序、分類(lèi)、聚類(lèi)大數(shù)據(jù)智能分析，對(duì)光、溫、水、熱、肥、藥等基本要素優(yōu)化配置和優(yōu)化控制模型構(gòu)建，在產(chǎn)量品質(zhì)、病蟲(chóng)草害、資源高效利用等方面開(kāi)展模塊系統(tǒng)耦合智能化品種設(shè)計(jì)，研制播種、除草、施肥機(jī)器人，發(fā)展可視化、自動(dòng)化、自然語(yǔ)言處理和深度學(xué)習(xí)超級(jí)計(jì)算機(jī)平臺(tái)，服務(wù)設(shè)計(jì)育種的智能管理。

致謝感謝“分子模塊設(shè)計(jì)育種創(chuàng)新體系”先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)總體組辦公室李明在本文整理過(guò)程中的支持，感謝分子模塊科技團(tuán)隊(duì)提供圖片。（作者：薛勇彪 種康 韓斌 桂建芳 景海春 中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所北京 中國(guó)科學(xué)院植物研究所北京 中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所上海 中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所武漢 《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿）