据海南省科学技术厅消息，中国科学院院士、崖州湾国家实验室主任李家洋团队提出并实践“分子设计育种”理念，推动作物育种技术迈入“4.0”时代，并正引领育种技术向更前沿的“智能”阶段——“育种5.0”迈进。这一变革旨在培育能主动感知环境、按需表达性状的“聪明”种子，以应对未来气候变化与资源短缺的挑战。

种子能被“精准设计”

传统的杂交育种如同“拆盲盒”，耗时长且成功率低。随着分子生物学发展，李家洋团队提出了“分子设计育种”理念，即通过解析控制作物性状的关键基因及其调控网络，像设计工业产品一样精准“组装”优异基因模块。该理念已在水稻上取得成功，“中科发”系列水稻精准聚合了抗倒伏、抗稻瘟病、高产优质等基因，实现了品种升级迭代，并让南方居民在7月份就能吃上新粳米。

2025年12月22日，中国科学院发布“种子精准设计与创造”专项成果，该专项累计推广先导型作物新品种1448万亩。

作物实现“按需表达”

李家洋指出，现有设计育种虽精准但多为静态，作物基因持续表达会消耗能量影响产量。“育种5.0”的核心特征是智能，目标是培育“智能品种”，即让作物内部拥有“生物传感器（885946）”和“智能开关”，能根据环境变化动态调整基因表达，实现“按需表达”。

这种机制旨在解决高产与高抗难以兼得的矛盾，实现增产、增质，减投、减损。目前，相关智能基因模块研究已取得初步成果。

计算机上“算”种子

“育种5.0”的另一层含义是智能培育，即融合信息技术与人工智能（885728）。人工智能（885728）可处理海量遗传与环境数据，挖掘性状控制的“底层代码”，预测基因修饰效果，将性状改良周期（883436）从十几年缩短至几年。

智能培育还包括利用无人机（885564）、机器人进行高通（QCOM）量表型采集，通过人工智能（885728）算法从海量基因组合中精准预测最优品种。未来，农业可能由“生物工程师”管理“生物工厂”，为消费（883434）者提供更丰富、个性化的营养选择。

李家洋坦言，迈向“育种5.0”仍面临作物基础研究、数据积累与标准化、跨领域人才等挑战。他计划用5年搭建智能育种基本框架，10年培育出先导性智能品种，预计20年后智能育种将成为主流。种子是农业的“芯片”，崖州湾国家实验室的科研团队正致力于为此提供强大的“中国芯”。

   

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