育种4.0时代已来？联盟成员、徐云碧研究员讲述“全域生物信息学与分子设计育种”

从“吃饱饭”到“挣大钱”，农民的诉求变化折射出农业发展的不同阶段。徐云碧研究员将其概括为三个层次：

1、追求单位面积产量：解决“吃饱饭”问题，不计成本，这是中国上个世纪80年代的水平。

2、追求单位面积效益：关注一亩地能为农民带来多少收入，这是当前的水平。

3、追求人均效益：一个农民种一年地能挣多少钱，这才是终极“金标准”。

他认为，在第三条上，我们与发达国家相差甚远。过去我们靠技术进步（如杂交种、转基因）大幅提高了产量，但如何让农民从“一亩三分地”里真正致富，仍是巨大挑战。

徐云碧研究员指出当前农业生产中普遍存在理论产量很高，现实产量很低的问题。以水稻为例，理论产量可达17吨/公顷，但全球平均仅为5吨/公顷。潜力只实现了约三分之一。这中间的巨大“Gap”（差距），正是育种家、栽培管理者、社会经济学者需要努力填补的空缺。

他更是犀利地指出当前基础研究中的“放卫星”现象：特定遗传背景、温室盆栽、低水平对照，导致了大量不切实际的“亩产大幅增加（20%以上）”的“成果”。

他早在2018年就提出这一问题，并呼吁研究要更加务实和脚踏实地。

本次讲座的核心是徐云碧研究员首次提出的 “全域生物信息学” 概念。他认为，传统的生物信息学只关注基因型（分子），而真正的全域必须将基因型 + 表型 + 环境 + 管理全部纳入分析框架。他强调，表型是由基因型与环境共同决定的，未来的分子设计育种，必须打通这四者之间的壁垒。

在技术前沿方面，他介绍了3个方向：

1、基因型鉴定（Genotyping）：终极目标是获得长片段、高精度、可直接使用的基因组序列，而非依赖复杂的拼接。

2、表型鉴定（Phenotyping）：要从实验室搬到田间地头，用机器人取代育种家的田间行走和观测，实现从手工到智能化的跨越。

3、环境型鉴定（Envirotyping）：这是徐云碧研究员重点推介的方向。环境（气候、土壤、生物胁迫等）是影响所有组学的核心。他早在2016年就提出了“环境型鉴定”的概念，并被列为90年代后影响植物育种的七大新概念之一。他开玩笑说：“考虑环境，能让你的人生多一个维度，让论文的影响因子高10个点。”

徐云碧研究员澄清了“Speed Breeding”的狭义定义，他认为应包含三个方面：加快发育、加速纯合、缩短育种流程。“未来的所有作物品种都要走快速育种的路，”他断言，“因为田间试验和人工成本已经承担不起传统的慢节奏了。”

未来的分子设计育种是什么样？徐云碧研究员描绘了一个宏大的图景：大数据为基础，AI为驱动，机器人为执行者。

AI的潜力：就像AlphaGo Zero不依靠人类棋谱就能自学成才一样，未来的育种AI也能自我学习，设计出超越人类经验的基因组合。

机器人育种家：一个能感知环境、鉴定表型、分析基因、并做出诊断的田间机器人，它可以告诉您：“这个番茄携带某种需要的抗病基因，但缺少某个风味基因，不建议采用。”

徐云碧研究员总结，未来的育种将从“训练”到“模型”再到“意识”，实现人与植物、与AI的共生。

最后，徐云碧研究员以一张“西瓜条代替薯条”的趣味图片结尾，畅想了未来产品的市场导向，强调了育种的终极目标是市场所需。他笑谈自己一生做过水稻和玉米研究，曾“羡慕”过别人，但最终明白：每个人都应该做自己。他以此寄语年轻一代：“做自己喜欢做的事情，这非常重要。” 科研之路漫长，唯有热爱可抵岁月漫长。

整场讲座兼具理论深度与实践指导意义，不仅拓宽了我们对育种的认知边界，也为未来农业提供了创新思路