在西南山区的千亩玉米示范田里,一场关于“种子芯片”的农业科技革命正由国家战略力量迅速推进。9月8日,依托国家重点研发计划“农业生物种质资源挖掘与创新利用”重点专项“西南及南方高产抗逆耐瘠薄宜籽粒机收玉米新种质创制与应用”(以下简称“玉米新种质项目”),我国首款商用玉米智慧育种大模型“西南种芯-V1”及配套专用芯片“XNY-1000”在云南弥勒发布。这一重大科技成果推动西南玉米育种跨入“算力+硬件”新阶段,凭借产量预测准确率65.3%-82.5%、育种周期缩短50%、基因检测成本降低40%的核心指标,为破解西南及南方玉米产业“卡脖子”难题提供了扎实的科技支撑。
突破背后:国家级科研力量的协同创新
“从种质资源挖掘到新品种落地,靠的是跨区域、跨学科组成的‘科技集团军’。”在弥勒市虹溪镇的新品种展示区,四川农业大学科技管理处副处长周伟介绍。作为项目牵头单位,四川农业大学联合了华中农业大学、中国农科院作物所、云南农业科学院粮食作物研究所、广西农业科学院玉米研究所等十余家科研单位,以及川单种业、云南金穗种业等龙头企业,构建起“种质资源挖掘—基因聚合—表型验证”的全链条技术体系,实现了“产学研用”深度融合。
这支汇聚育种学、基因组学、数量遗传学等多学科背景与转化应用的团队,成功研发出“西南种芯-V1”大模型。该模型整合了西南玉米种质资源数据库、百万级育种表型与环境因子数据,已选育出“优迪899”“荣玉88”等优良新品种。配套专用芯片“XNY-1000”,则是科研单位与企业协同优化的成果,显著降低了基因检测成本。
玉米新种质项目首席科学家兰海教授在现场考察中表示,该项目最可贵的是将科研院所的实验室成果、企业的市场需求、农户的田间痛点紧密结合。目前,团队针对西南地区干旱频发、土壤瘠薄、机械化难度大等痛点,培育出50多个适配新品种。在虹溪镇千亩示范区中,这些品种实测平均亩产突破1000公斤,较传统品种增产15%以上。
科技赋能:从“靠天吃饭”到“精准育种”
西南及南方玉米产区长期面临单产低、机械采收难等瓶颈。玉米新种质项目以国家力量系统攻坚,多项核心技术实现突破。
“项目在雄性不育制种、抗逆基因挖掘、高产抗逆、耐瘠薄等核心技术领域取得关键突破。”驻虹溪“兰海专家工作站”团队成员、四川农业大学玉米研究所夏超介绍,例如,抗逆育种上,团队挖掘出3个耐瘠薄关键基因,培育的“荣玉889”是项目组通过定向创制“伴侣亲本”自交系,组配选育的新型玉米三交种。荣玉889在区试中比对照增产14.1%,居同组别第一名,是近年来国家统一试验少有的超高产玉米新品种;针对红壤贫瘠问题,团队研发“品种+培肥”配套体系,让弥勒市石漠化地块玉米亩均增产150公斤,带动200余户农户脱贫增收。
项目推进中,团队在《Plant Physiology》《Plant,Cell& Environment》《Frontiers in Plant Science》《玉米科学》等国内外核心期刊发表论文20余篇,为玉米抗逆育种提供关键理论支撑。
推广落地:“技术包”模式助力乡村振兴
“以前看老天,现在看芯片”,成为弥勒种植户的普遍感受。2023年以来,项目成果已快速转化推广,向西南五省(区、市)种业企业提供亲本材料51份,授权品种权20项,带动企业研发投入增加30%;在西南七省(区、市)建起7个示范基地,辐射推广面积214.5万亩,帮助农户户均增收1500元。
在云南红河州,项目还聚焦“烤烟+玉米”绿色高效轮作模式创新,有效解决轮作中土壤养分平衡、作物生长周期协同等难题。通过“西南种芯-V1”大模型精准选育生育期90-100天的玉米品种,无缝衔接烤烟采收;利用“XNY-1000”芯片检测品种抗根腐病基因,使“虹玉1号”等品种病害发生率从25%降至5%以下;结合雄性不育制种技术,在降低制种成本的同时确保品种纯度达99%。目前,弥勒市已建成1.2万亩轮作示范基地,每亩增收超800元,实现“种烟稳收、种玉米增效”的“粮烟双优”格局。“国家重点研发计划专项落地,帮我们破解了‘粮烟争地’老难题。”弥勒市副市长袁云杰表示,2024年全市玉米产值达5.78亿元,占粮食产值的70%,“这背后是科研团队‘把论文写在大地上’的实实在在的贡献。”
“该项目品种抗逆性、技术集成度、产业融合度均超预期,经验可在武陵山区、乌蒙山区等类似生态区复制。”中国工程院院士荣廷昭在评审中强调,玉米新种质项目不仅是国家重点研发计划专项的标杆,更为西南农业现代化提供了“科技+产业”融合范本。而这只是开始——项目计划2026年前完成5个新品种的国家审定,建设10万亩标准化种植基地,推动西南玉米从“种得好”向“卖得好”全链条升级,用科技打破自然桎梏,守护粮食安全。
作者:邓佳星 农民日报·中国农网记者 邓俐