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2016年7月,李林回国。那一年,他在美国已经用AI做遗传学研究,而国内育种界还在以经验为主。体现了一种思维逻辑的差距——当时国外在问“能不能用算法理解生命”,我们停留在“靠眼睛看、靠尺子量”。
回国后,他提出了“智能设计育种”——把每个性状的每个基因搞清楚,再精准设计改良方案。他发布了CropGPT,推出了AutoGP,在Molecular Plant上发了综述,定义了什么是“智能设计育种”。但他面临一个更现实的问题:国内某些育种家连分子标记都没用上,谁还会信一个更超前的概念?
他说自己“没有假期”,一年到头在企业和田间之间跑。“我想说服育种家,不是靠讲道理,是实打实的把成本降到他们无感。”
《种业新说》本期与李林教授对话,聊智能设计育种的真实边界、一个学者如何用“低成本”逻辑撬动产业,以及他对未来“人人都是育种家”的判断。
Q:叶剑|农业产业化观察员
甘泉|农业商业化观察员
A:李林|华中农业大学植物科学技术学院教授
Q:回国10年,您看到国内育种发生了什么变化?
A 李林:国内在遗传学基础研究方面进步非常大。以玉米为例,我刚回国时还认为国外领先,但现在国内的理论研究已经远远甩开国外。但育种学没有搭上这趟快车,还处在经验或半经验式的阶段,正在从2.0向3.0转变,而国外20年前就在走基因组选择育种的路了。
说白了就是两张皮——遗传学和育种学没有真正整合。基础研究能把每个性状、每个基因的功能都解析得很清楚,但育种学没有把这些理论变成生产力。
Q:基础研究这么强,为什么到育种应用上就卡住了?
A 李林:科学家的研究很可靠,但往往是在特定背景材料(育种价值可能60分)里做的,效果显著。可育种家已经很牛了,已经把品种做到90分的水平,你要再往上提5分,难度完全不一样。就好比差生从30分到60分很容易,但优等生从90分到95分,那完全是另一回事。
产量这种复杂性状,由成千上万个基因决定。一个优良品种里1000个相关基因,可能960个已经最优了,只剩40个需要改良。你用全基因组选择育种去做,精度只有0.7、0.8,成本还高。我们要做的是把那40个精准捞出来,只改该改的。
Q:您提出了“稀有等位基因”理论,这跟传统认知有什么不同?
A 李林:我们做了14个亲本构建的大群体(ROAM群体,类似MAGIC群体),定位了800多个株型QTL,发现92%的QTL只在一个小群体里定位到——也就是说只在少量材料里有,所以叫“稀有”。我们还收集了过去30年全国2066份国审、省审品种,在全国10个点种了两年,测了1000多万个表型,定位到1万多个位点,结论跟Ed Buckler在Nature上的综述一致——绝大部分是微效位点,少有主效位点。
所以“克隆一个基因增产20%”这种事,在复杂的产量性状上很难存在。产量是一点点累积的,没有捷径。
Q:既然这样,基因编辑、转基因这些技术到底能在育种里起多大作用?
A 李林:它们都是工具,都要放到具体的品种背景里看。我经常说,一个抗病基因放到感病材料里,效果很明显;但放到育种家已经改良得很好的品种里,可能就看不出来了。 这不是基因的问题,是背景的问题。
育种家的品种已经是90分,你要在这个基础上再提升,每一个位点的贡献都很微小。这就需要精准——知道哪个位点该改、怎么改,而不是全基因组扫一遍碰运气。
Q:那CropGPT、AutoGP能改变什么?
A 李林:它不是代替育种家做决定,是帮育种家更快地看清材料。CropGPT是一个垂直领域的专业模型,解决通用模型解决不了的专业问题。AutoGP则是把复杂的育种数据分析做成一键式、低成本的操作,我们把这叫“育种家用得起、用得上的工具”。
Q:那工具用起来成本到底多少?
A 李林:我们设计的一套完整的智能育种体系(轻简式大田表型采集、精准基因型、以及模型体系等)搭建下来,10万块钱以内。我们要让育种家觉得“这就是几包烟钱、几顿酒钱”的事,他就没有拒绝的理由了。
我经常说,我们要走“群众路线”——服务中小型育种家和企业。因为大公司有成熟的体系,中小企业才是真正需要技术平权的那群人。
Q:您说“每个育种家都应该有自己的AI”,AI会不会取代育种家?
A 李林:这是很多人问的问题,也是我思考了很久的问题。AI能做的事很多,但人的判断——比如市场明年需要什么——AI没法替代。
我做了一个比喻:人的机体能力有限,所以发明了外骨骼,让人能背更重的东西。对于人的大脑来说,AI就是“大脑外骨骼”——增强育种家的能力,不是替代他。
我们正在做的“智然体(HAIant=Human+AI+ant)”平台,就是一个以人为中心的多智能体操作系统。它不是一个软件,是一个生态——每个人都可以建立自己的AI智能体,人和AI深度融合。
Q:那怎么解决企业担心的数据安全问题?
A 李林:我们发起了一个“中国玉米种质资源数字化共享计划”,逻辑很简单——你共享数据,我共享数据,大家一起把蛋糕做大。数据本身就是资产,但一点数据不值钱,数据汇成河才值钱。
技术上,我们的数据都是编码的,不会泄露具体品种信息。中国有成千上万的育种家,靠单打独斗很难跟国际巨头竞争,抱团取暖是唯一出路。
Q:最后一个问题——您对未来5年种业格局的判断是什么?
A 李林:三亚依托南繁优势,每年汇聚全国各地育种专家,为行业交流协作提供了便利。同时,我长期看好海南自贸港的发展潜力,这里既便于引进国外种质资源,也为品种出海创造通道。
3到5年内,很多中小型企业会崛起。因为AI最大的特点是“平权”——大公司有的数据和技术,小公司通过AI也能获得。 中国这么大,气候多样,每个县都可能找到最适合它的精准设计品种。
大型公司要小心了。
另外,我有一个更大胆的预测——大田农业这种低效的时空生产方式,极有可能在10到20年内被替代。 植物工厂、器官工厂、细胞工厂会逐步取代传统农业。我们已经在转型了。
从理论研究到产业应用,李林踩过很多坑——经费难拿、同行不认可、产业端接受度低。但他选择了一条“最难的路”他说,“技术要让人无感——感受不到它的存在,就已经在用。”这或许是智能设计育种走向田间最务实的路径。而“人人都是育种家”的那个未来,正在被一群愿意把成本做到“几包烟钱”的人,一点点推近。
智种网将持续关注智能设计育种的产业化进程。




