杨喜堤:用数字育种赋能“中国猪芯”

2023-04-13 09:20:53作者:动科学院 审稿:何桦 来源:动科学院 点击数:

  

人物简介:杨喜堤,男,1997年出生,中国共产党党员,动物遗传育种与繁殖博士研究生,教育部与四川省组织部“乡村振兴——畜牧人才”公派留美研究生。专注于人工智能和基因组育种技术,参与4家国家级生猪核心育种场育种工作,参与5项国家级生猪种业科研攻坚项目。响应国家乡村振兴号召、投身创新创业,首创DeepBLUP育种算法,成功解决种猪本土选育难题,算法准确度和计算效率处在世界领先水平。他还返乡投资1.6亿元建设昆洲智能原种猪场项目,助力当地产业发展。荣获" 2018年创青春全国大学生创业大赛金奖"、“第五届中国创翼创业创新大赛三等奖”、“第六届全国农村创业创新项目大赛三等奖”、“成都青年五四奖章”等荣誉,被评为团中央"创业英雄百强",被团中央对外交流中心推选为中国创业青年代表出访俄罗斯。

从“被迫”学习到“主动”学习

“最初在填报志愿时,我压根没想过这个主攻方向。”杨喜堤回忆起最初接触育种专业,直言不讳地说。“当时只考虑过学习金融或者计算机”结果阴差阳错调剂到了四川农业大学动物科学专业本硕连读。而在进入大学校园后,杨喜堤心里还是盘算着调剂专业的事:“一方面,生物一直是我的弱项;另一方面,身边人总觉得学农没前途。”

然而,随着杨喜堤对学科了解的不断深入,他发现数量遗传也需要与计算机编程结合来解决一些问题。他在学习中逐步意识到遗传育种这门学科的重要性,“在我们国家这样一个农业大国,它能够给我们发挥的领域足够多、足够广。”

“我擅长计算机,也一直对计算机更感兴趣。这样的结合让我找到了兴趣点。”结合自己的兴趣特长,他做了一番考虑,同时他也认识到,要改变年轻的大学生对于农业落后和没有前途的看法,最好的办法就是以自己为表率去做好它。

科研思想两手抓,把知识用在祖国大地上

从本科开始,杨喜堤就对党的理论知识充满兴趣,先后读完了《毛泽东选集》《资本论》《习近平谈治国理政》等理论著作,并积极团结和动员同学了解党的知识、关心国家的发展。后来,他用四年的时间将研究生党支部从一开始的4名学生党员发展到10名党员和若干积极分子。

导师朱砺教授一向乐观拼搏向上,成为了影响杨喜堤学习和生活最深远的老师,也是杨喜堤心目中最值得学习的榜样。

在科研工作方面,朱老师作为全国生猪遗传改良计划专家委员会成员、四川省学术和技术带头人,长期带领学生投身科研和生产第一线,叮嘱学生所有研究最终都一定要落脚到行业发展,他为杨喜堤的科研能力塑造提供了条件。在生活上,朱砺教授平时关心学生、处处为学生着想。在来到川农大最初的半年学习生活中,杨喜堤印象最深的不是朱砺教授的博学和成果奖项之多,而是他平易近人、和蔼可亲的态度,以及他所在课题组团结和谐、乐观拼搏的氛围。

在这种环境的熏陶下,杨喜堤和团队师兄师姐、师弟师妹相处和谐融洽,一起高效地合作完成了多项实验研究。

在师长言传身教的务实和奋斗精神激励下,杨喜堤做到了厚积薄发。他以第一作者身份发表文章13篇,拥有了发明专利2项,实用新型专利5项和软件著作权5项。他撰写的科普文章在《农民日报》发表。

就读期间,杨喜堤走访了西南许多畜牧业产业区,与当地政府交流,了解当地畜牧业现状和亟待解决的问题,并积极推动解决方案提出。这些历练让他深刻地看到了中国在动物育种行业存在的落后和一系列亟待完善的问题,而这也促成了杨喜堤后来选择投身 “种业振兴”事业。“希望将自己学习的人工智能和育种技术运用到到种业的发展当中。”

在此后的学业中,杨喜堤用心钻研,一口气实现了本硕博的跨越,先后参与了5项国家级生猪种业科研攻坚项目,积累了许多生猪育种方面一线的宝贵经验。

大数据养猪,数字农业创业新风口

一场疫情,让人们前所未有地直观体会到数字化的力量,这得益于数字赋能的全景生活带来的直接变革。

动物育种是养殖业的上游,也是前沿生物技术产业化的领域,被视为农业中的“芯片”技术。然而,与芯片制造一样,我国育种技术相对滞后,卡脖子因素较多。相关数据显示,目前中国主要经济动物所使用的纯系种源中,80%以上需要从国外引种获得。正是由于育种技术和终端种猪基本被国外垄断,国内企业养殖成本居高不下,成本构成中有一半以上来自育种环节。另一方面令人欣喜的是,当前猪育种已进入基因组时代,基因组选择成为主流技术,而数字和AI技术的引入,能够在选育过程中发挥重要的作用。

面对现状,杨喜堤团队结合所学专业,通过表观遗传、整合组学等研究,挖掘了大量猪基因中的功能位点。同时,为了更好地利用功能位点信息,他们又研发了DeepBLUP算法,显著提升了育种值评估准确性。相比于传统算法,DeepBLUP利用高速可并行的深度学习策略,通过解析性状的复杂程度,智能化选择最佳预测模型、最可靠的协变量QTN、最优的亲缘关系矩阵,对模型进行多方面优化,最终达到最理想的预测准确性。

育种项目落地做范例,可为社会创造超10亿价值

“技术我们有了,但真正要落地推广还是需要有实际的案例,才能让企业更相信我们。”随着团队的努力,他们将人工智能应用于育种的技术得到了突破,但如何推广落地成了难题。

正值新冠状疫情最严峻的2020年,杨喜堤不断思考如何才能利用自己掌握的优势,尽快参与到乡村振兴的建设当中。产业兴旺是乡村振兴的基础,他开始积极投身产业落地工作,成立了成都耕云牧月科技有限公司,投入到农业智能设备的研发行列。

他们研发投入是富有成效的。利用他们的技术,未来智能原种猪场将实现了全场AI改造与建设技术,并根据实地情况通过建立大数据平台系统,架设猪场物联网系统和人工智能体系,实现养猪生产的自动化控制,提高抵御市场风险和养殖风险的能力。

杨喜堤搭建了一支“闪亮”的项目团队。它由来自四川农业大学、中国农业大学、普渡大学、瓦赫宁根大学等国内外知名大学的8名博士组成,4名全国生猪遗传改良委员会专家担任顾问。

“用最顶尖的科学技术,助力生猪种业的快速发展”,积极响应“打好种业翻身仗”的号召。项目建成后更是可提升36万头二元母猪生产能力、提高960万头肥猪生产性能,每年可以间接为社会创造10个亿以上的价值,项目得到了地方政府和扶贫办的高度认可。

“现在我们的这个技术在全国甚至全球都是很有自信的。希望这份技术能在我们国家建设农业强国进程中发光发热。”他们也力求与整个生态圈的合作伙伴互利共生,能够带动整个行业产业链降低成本、提高效率。

鲁迅先生曾说:“愿中国青年都摆脱冷气,只是向上走,不必听自暴自弃者流的话,能做事的做事,能发声的发声,有一分热,发一分光。”作为新时代的青年,杨喜堤时刻谨记这句话,也努力践行着这份青年精神。


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