崔玉华
2025年3月7日，在湘湖实验室（农业浙江省实验室）主办的“教科人一体化暨第二届科技创新合作大会”上，发布了一款由中国电子科技南湖研究院自主研发的基于类脑智能技术的大豆智慧育种平台。该平台深度融合类脑计算、脉冲神经网络（SNN）与生物育种技术，有望解决传统育种周期长、成本高、基因互作机理复杂等行业瓶颈，为解决我国核心种源“卡脖子”问题做出贡献。
图1 大豆类脑智能育种平台发布
类脑智能是受到生物脑启发的面向通用人工智能发展的新型计算技术。对比传统人工智能算法采用稠密全连接，类脑算法往往采用稀疏连接的网络结构，这种稀疏性不仅降低了网络的计算复杂度，而且提高了算法的透明度，从而简化了追踪和解释算法决策路径的过程。这种机制对于AI赋能作物育种领域的应用至关重要，便于育种家洞察模型内部的工作原理，从而辅助育种家在子代性状预测、亲本组配方案推荐、关键功能基因位点定位等场景中，加速研发进程，降低研发成本。
湘湖实验室生物种业研究院副院长袁凤杰在发布会上提到合作成果：“团队通过利用SNN的0/1脉冲编码模拟基因变异表达，结合注意力机制，精准定位了大豆油含量（qOIL8）、主茎节数（qSN14）等关键性状的基因位点。”中国电子科技南湖研究院首席专家蔡炎松博士表示：“在本次合作中，针对育种家关注的10个重要性状，利用类脑算法开展了关键基因位点定位和子代性状预测的工作。在大豆基因组数据的118万+个有效位点中定位到了前30个关键SNP位点染色体分布，通过模型对关键位点的预测，湘湖实验室育种团队已初步获得与优质相关的候选功能基因5个，其中2个已验证；通过基因型对杂交后代表型预测，筛选出高蛋白、高油等种质8份。传统大豆育种从亲本选育到性状稳定需要5-7年，中间需要大量的田间实验筛选优质子代，现在先在育种平台进行计算，育种家针对筛选出的品种进行杂交，显著缩短优良种质筛选周期。”
图2 创新合作签约仪式
中国电子科技南湖研究院除了和湘湖实验室合作大豆育种，还和上海市农业生物基因中心、嘉兴市南湖区省级种业阵型企业—浙江大禾种业有限公司等单位进行水稻智能育种合作。未来，中国电子科技南湖研究院将以“平台+装备”、“算力+算法”等形式赋能区域科研院所、种业企业等，推动“天工启元”类脑生命科学计算服务平台在玉米、油菜、水稻等作物育种中的应用。中国电子科技南湖研究院联合科研院校、种业企业及产业链终端需求企业，构建“区域种业创新联合体”，打造“智能育种创新基地”，形成以市场需求为导向的商业化育种体系。该体系由市场端提出需求，种业企业提炼育种目标，并由中国电子科技南湖研究院支撑科研院所开展定向设计育种，缩短育种周期、降低育种成本。
