Trung Quốc đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào công tác lai giống. Ảnh minh hoạ.
Lai giống sinh học để xác định những đặc tính quan trọng
Đại hội Hạt giống 2025 và Diễn đàn Thung lũng Silicon Nông nghiệp Nanfan vừa được tổ chức tại Tam Á, tỉnh Hải Nam, miền Nam Trung Quốc với chủ đề chính "Lai giống thông minh".
Tại sự kiện, các nhà khoa học Trung Quốc đã cùng nhau trao đổi, thảo luận về ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) vào công tác lai giống nhằm nâng cao năng suất và cải thiện giống cây trồng.
Ông Chen Xiaoya, Giáo sư Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), đã giới thiệu những tiến bộ mới nhất trong ứng dụng công nghệ AI để lai giống, giải thích cơ chế ứng dụng và các đột phá của AI, đồng thời nhấn mạnh tiềm năng lớn của phương pháp lai giống tân tiến này đối với ngành công nghiệp.
Theo giáo sư Chen, lai giống sinh học là một lĩnh vực phức tạp, cần sự phối hợp giữa các chuyên gia từ nhiều lĩnh vực khác nhau cùng phát triển. Ví dụ, trong công nghệ chỉnh sửa gen, phải kết hợp kiến thức từ sinh học, hóa học, khoa học máy tính và các ngành liên quan khác để chỉnh sửa chính xác gen cây trồng, qua đó phát triển các giống cây mới với những đặc tính mong muốn.
Ông Qian Qian, chuyên gia Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc nhận định, cây trồng có hàng nghìn đặc tính nông học, vì vậy cần sử dụng công nghệ tính toán và thuật toán để khám phá mối quan hệ giữa gen và đặc tính của cây, từ đó lọc ra và kết hợp các đặc tính ưu việt.
Khác với phương pháp lai giống truyền thống trên quy mô nhỏ, lai giống thông minh đòi hỏi một phương thức công nghiệp quy mô lớn để huy động nguồn lực rộng rãi.
Nhà nghiên cứu Li Jiayang thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã chia sẻ những thông tin mới nhất về các ứng dụng và tiến bộ của "lai giống thông minh".
Về các ứng dụng và tiến bộ của "lai giống thông minh", ông Li Jiayang cho biết, khái niệm "giống cây trồng thông minh và canh tác thông minh" là sự kết hợp giữa công nghệ sinh học, công nghệ thông tin và AI để phát triển giống cây có khả năng tự động thích nghi với những biến động môi trường và khí hậu.
"Các giống cây thông minh có thể tự điều chỉnh, thích ứng với những thay đổi môi trường, linh hoạt thay đổi cấu trúc cây trồng trong từng giai đoạn phát triển. Từ đó, nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên nông nghiệp như ánh sáng, phân bón và nước; gia tăng năng suất lúa; cải thiện hương vị và giá trị dinh dưỡng. Đồng thời giảm thiểu sự phụ thuộc vào hóa chất và thiệt hại do thiên tai", ông Li cho biết.
Lai giống thông minh chuyển từ lý thuyết sang thực tiễn
Tại Tập đoàn Hạt giống Quốc gia Trung Quốc (China National Seed Group Co., Ltd), các nhà nghiên cứu thu thập thông tin chính xác về nghiên cứu lai giống, sản xuất hạt giống và các dữ liệu khác từ nhiều cơ sở chỉ với một màn hình duy nhất. Thông qua dữ liệu cảm biến từ xa, các nhà khoa học có thể truy cập vào phân tích theo thời gian thực ở những khu vực bất thường và độ ẩm của tán lá cây tại các cơ sở này, từ đó đưa ra các biện pháp kịp thời và chính xác.
Ứng dụng đếm hạt giống thông minh được trưng bày tại Đại hội Hạt giống 2025 và Diễn đàn Thung lũng Silicon Nông nghiệp Nanfan. Ảnh: Sanya Daily.
Phòng Thí nghiệm Quốc gia Yazhouwan, phối hợp với Phòng Thí nghiệm Trí tuệ nhân tạo Thượng Hải và các tổ chức khác, vừa ra mắt mô hình ngôn ngữ đầu tiên với quy mô lớn, phục vụ ngành hạt giống. Mô hình này có tên gọi "SeedLLM".
Tập đoàn Hạt giống quốc gia Trung Quốc cũng công bố "Hệ thống định vị chính xác và cải tiến giống ngô", dùng để phân tích nhanh và chính xác những ưu điểm, nhược điểm của các giống cây trồng và xác định chính xác các khu vực trồng tối ưu.
Ông Li Huihui, Phó Giám đốc Viện Nghiên cứu Nanfan Quốc gia thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc, đánh giá: "Phát triển giống cây trồng ưu việt đòi hỏi phải sàng lọc hàng trăm hoặc hàng nghìn sự kết hợp lai giống, một quá trình rất tốn thời gian và công sức".
Ông Li hiện là trưởng nhóm nghiên cứu dự đoán sự phát triển của cây trồng và sàng lọc chính xác các vật liệu tiềm năng. Từ một thuật toán AI, nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ thống học máy tự động, kết hợp dữ liệu môi trường và thông tin di truyền để phân tích gen chính xác và dự đoán gen. Kết quả cho thấy giúp giảm thời gian tính toán xuống 290 lần so với các mô hình truyền thống.
Bên cạnh đó, Công ty Laufer Vision đã phát triển máy đếm hạt giống sử dụng mô hình tham số, giúp đơn giản hóa quy trình đếm và đóng gói hạt giống. Thiết bị này có khả năng xử lý sáu túi hạt giống cà chua, mỗi túi chứa 1.000 hạt mỗi phút. Với khả năng xử lý nhanh chóng và chính xác, dòng máy này là lựa chọn rất thích hợp với các cơ sở sản xuất nông sản quy mô lớn.
