■ 海南日报全媒体记者 黄媛艳
哪里有生命,哪里就有基因。基因科技作为深海、南繁、生命科学等未来产业的重点支撑力量,发挥着举足轻重的作用。第十九届国际基因组学大会(ICG-19)三亚专场活动近日在三亚崖州湾科技城(以下简称科技城)举办,与会国内外专家学者围绕基因科技赋能产业发展建言献策。
当前,海南如何增强基础研究和原始创新能力,瞄准未来科技和产业发展制高点,加快新一代信息技术、人工智能、生物科技等领域科技创新,在种业、深海和生命健康领域推出更多“从0到1”的原创性、颠覆性、引领性科技创新突破,赋能培育新质生产力?海南日报全媒体记者采访了相关与会专家。
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基因科技推动种业向新逐高
“我们通过解析小麦—冰草创新种质的遗传特征,发掘出优异基因族67个,解决了实现高产、优质、多抗育种协同突破所需的关键新基因源问题,创新种质为全国育种单位广泛利用,已培育新品种21个,参加国家和省级区试新品系39个。”崖州湾实验室首席科学家李立会兴奋地说。
近年来,科技城瞄准种业创新策源地建设,携手“国字号”大所大院重点解决好生物种业科技基础研究和前沿技术的源头创新。以创制培育重大战略性品种为目标,科技城力争在农业生物关键基因功能解析、优异基因型智能设计等重大基础研究领域取得重大发现;探索突破基因编辑、智能设计等关键核心技术;全力构建种业全链条溯源,高通量、智能化大规模筛选测试等种业科技创新支撑体系,促进高质量生物育种创新应用。
全球共有20余种野生稻品种,其中我国有3种。目前三亚建设了全球最大的野生稻种质资源圃,保存超过1万份野生稻种质资源,为水稻育种创新提供基础支撑。
“钱前院士领衔团队整合野生稻与栽培稻构建水稻超级泛基因组,整合了252个基因族的基因注释;将种质资源综合评价从单一表型观测到结合环境、形态、生理、生化等多维度解析,累计开展8000份野生稻材料在实验室和田间稻瘟病抗性表型筛选和鉴定,加快发掘符合当前及未来产业需求的野生稻优异基因,助力培育更多水稻新品种。”中国水稻研究所研究员张光恒说。
三亚崖州湾科技城有关负责人表示,科技城持续加强种质资源的保护和利用,推动现代生命科学和生物育种技术创新加快突破,支持基因编辑、全基因组选择等生物技术(BT)与大数据、人工智能等现代信息技术(IT)交叉融合,形成以BT+IT+DT(大数据技术)为典型特征的高效农业生物育种、分子设计育种技术体系,助力打赢种业翻身仗。
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基因科技拓宽深海产业发展格局
“目前鲨源纳米抗体开发应用取得初步成果。”三亚深海化合物资源中心主任王明伟透露,该中心抗体库含有6亿多个抗体的信息,力争超过10亿;从魟鱼和鳐鱼等软骨鱼上也已分别建立了容量过亿的单域抗体文库。
海洋生物资源开发利用是当前的热门赛道,科技城充分发挥深海科研的优势,围绕“深海进入、深海探测、深海开发”开展科技攻关,结合深海和生命科学交叉领域,创新推动生命健康等产业业态培育,着力实现向海图强。
“海南自贸港蓬勃发展,拥有政策优势、地域优势、企业优势和文化优势,在中国建设海洋强国中会起到非常重要的作用。”华大生命科学研究院副院长方晓东透露,结合深海生物资源利用、动植物种质资源应用开发等资源禀赋的优势,企业在科技城构建了先进的DCS组学技术平台,涵盖DNA测序、细胞组学和时空组学,开发了基于微流控技术的体系,用于分离培养极端环境中的微生物,力争从极端环境微生物中发现活性成分,推动抗生素等生物医药资源的开发。
生命健康领域是新一轮科技革命和产业变革中最有望实现革命性突破的重点领域之一。当前,科技城聚焦深海化合物、深海微生物、深层海水开发利用等海洋资源领域,积极推动生命科学、数字经济重点产业项目落地。
三亚崖州湾科技城有关负责人表示,园区已聚集生命健康类产业企业超过100家,涵盖生物传感、脑科学研究、基因检测、医疗器械、创新药物、数字医疗等领域,产业生态雏形已逐步形成。槟气科技、兰宜基因、澳大利亚百健士集团等生命科学领域重点产业化项目先后落地,九旭医药取得三亚市首个药品生产许可证(B类)。
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软硬件支撑推动技术赋能
“随着基因测序成本的下降,以智能设计育种为特征的第四次绿色革命已经到来。大规模发掘重要性状优异位点和基因必须有赖于多样性的种质资源大群体,只有在充分明晰重要性状有关的种质资源遗传组分和遗传效应的基础上,利用高效、多元的基因编辑和分子标记聚合技术体系,才能支撑突破性重大品种的培育。”中国农业科学院棉花研究所研究员杜雄明说。
胸怀“国之大者”,为推动基因科技赋能未来产业发展,科技城牵头立项87个科研平台项目,深海化合物资源中心等62个“陆、海”和生命科学领域创新载体建成投用;海南人工智能计算进一步提升园区算力资源规模,着力构建全省领先的智算资源集群,充分保障南繁、深海、生命科学领域高通量计算快速高效运行;中国农业科学院国家南繁研究院、作物科学研究所与阿里巴巴达摩院联合发布面向育种数据处理全流程的智慧育种平台,实现育种数据管理和分析、大模型大算力优化加速、人工智能算法预测亲本及优良品种的育种全流程整合,不断完备的硬件支撑力促深海、种业和生命科学科技基础研究和前沿技术的源头创新。
“依托科技城的平台,我们围绕科研和产业所需,开发大数据智能育种系统,集成10个经典的基因组预测模型,力争解决农作物在早期育种材料选育率低和现有基因组预测模型泛化能力低的问题。”华大生命科学研究院科研人员太帅帅透露。
当前,科技城积极推动制度创新,着力贯通人才链、创新链和产业链,大力培育种业CRO业态,已集聚种业CRO主体60余家,持续完善种业CRO服务体系,开发水稻、大豆等分子标记,推出取样、DNA抽提、样品冻干等多项外包服务业务,有效推动种业科研成果转移转化。
(本报三亚12月9日电)