张兴平：设计育种创未来

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      鲁网8月26日讯（记者 王玉龙 魏雪）在北京大学现代农业研究院的实验室里，副院长张兴平研究员正凝视着屏幕上复杂的西瓜基因组序列。这些螺旋结构的背后，隐藏着解决西瓜抗病性、甜度、口感的密钥。

      几个月前，他和团队刚刚在《自然—遗传学》发表了西瓜属高质量基因组图谱，成功构建了植物领域首个端粒到端粒（T2T）属级超级泛基因组。

      这项突破性研究为作物育种带来了前所未有的精准地图，标志着我国从“经验育种”向“精准设计育种”跨越的革命性转变。

      从甘肃农民之子到国际顶尖育种专家，张兴平博士用四十载春秋诠释了一粒种子如何改变一个产业、造福万千农户。

      农民之子，胸怀大地情深

      张兴平与农业的缘分，始于中国西北部的一个小村庄。他出生于甘肃武威的一个农民家庭，童年记忆里充满了父母在田间辛勤劳作的身影。

      “流汗多、收益低”，这是张兴平对农业最初的感受。正是这种切肤之痛，让“要让农民生活得更好”的梦想从小在他心里生根发芽。

      带着这个朴素的愿望，张兴平走上了农业科学研究之路。他上大学、读研究生、留学美国，博士毕业后从美国的小公司育种家做起，后来任职于世界最大的农业科技公司之一的先正达公司，负责全球瓜类作物研发。

      在先正达期间，张兴平平均一年的飞行里程大约绕地球四到五圈，足迹遍布地球每一个重要农业产区。因他在西瓜领域的突出贡献，2003年获得先正达科学技术奖，2018年荣获国际葫芦科学术大会“终身成就奖”。

      2013年，他选择回国继续从事农业研究工作，“出国深造是为了中国农业，我回国发展还是为了中国农业”。

      回国后，张兴平发现中国农业要强大，最缺的是人才——“需要懂农业科学技术的管理者！”

      2017年，张兴平与北京大学现代农业研究院邓兴旺博士相识。他被潍坊多样的农业生产模式、种植方式和齐全的要素所吸引，认为这里是“农业研究的黄金地带”，义无反顾地一头扎进这座位于山东省潍坊市峡山区峡山水库岸边的新型研发机构，组建了作物遗传与种质创新平台，并以平台为依托积极申报并获批潍坊市瓜果种质创新重点实验室。

      作为农业育种科学家，张兴平对种业有着形象而深刻的认识：“种子是农业的芯片，好的农产品都是从好的种子开始的”。他进一步解释：“如果种子是农业的芯片，那么基因就是种子的芯片”。

      为了解决种业“卡脖子”问题，张兴平带领团队专注于四个方面：种质创新、基因挖掘、技术平台搭建和人才培养。他们搭建了一个能够迅速研发出好种子的技术平台，全国乃至全球各类高层次人才被“磁力”吸引纷沓而来，到目前全院已经有接近900人的研发队伍，他自己亲率的研发团队已经有三十多人。

      解析基因，绘制精准地图

      2022年，张兴平研究员组织率先构建了端到端无空隙栽培西瓜参考基因组，成果发表在《Molecular Plant》杂志上，美国农业部资深瓜类遗传学家Amnon Levi博士高度评价了该项工作：“这是一项了不起的工作，也是对西瓜基因组学的最大贡献。”

      2023-2024年，张兴平研究员陆续完成了西瓜属全部7个种端到端无空隙超级泛基因组完整图谱绘制，为精准分子设计育种提供了最全面的参考基因组，对加速抗病品种选育、促进西瓜产业高效发展具有重要意义。

      2024年7月，张兴平团队在《自然—遗传学》发表了重大研究成果——西瓜属端粒到端粒超级泛基因组。

      该项研究绘制了西瓜属现存7个种的28份代表性材料的端粒到端粒高质量基因组图谱，是植物领域首个T2T属级超级泛基因组。7个种包括：唯一的雌雄异株-罗典西瓜，适应沙漠环境的缺须西瓜和热迷西瓜，药西瓜，饲用西瓜，黏籽西瓜，以及栽培西瓜。

      “相当于提供了一张目前最全面、分辨率最高的西瓜基因组地图”，张兴平团队成员张宜林如此评价这项成果。这张基因组地图比原来增加了11,225个新基因，数量上增加了约50%，还鉴定出了46万个结构变异。

      这些新基因都是从野生西瓜种中发现的，包含了栽培西瓜中没有的大量抗病耐逆基因，是培育抗病耐逆新品种的宝贵资源。

      基于超级泛基因组图谱，团队揭示了西瓜属的基因组演化历史；挖掘了与葫芦素含量、含糖量、果肉着色等重要性状相关的功能基因结构变异；发现了在西瓜驯化过程中，伴随着多个与含糖量增加、果肉变红相关的基因簇扩张，大量丢失的抗病功能相关的基因簇。

      另外，团队近期育成的三个类型西瓜新品种在第二届中国（海南）国际西甜瓜发展大会（2024年）上分别斩获相应组别一等奖，包揽山东全省重要奖项。

      2025年7月，北京大学现代农业研究院与山东移动联合发布了作物育种大模型（BreedingGPT）。

      该大模型旨在加速从“经验育种”向“精准设计育种”的跨越，聚焦科研问答、基因解析、文献检索和科研助手四大核心场景，深度融合大模型技术，成功构建出面向现代作物育种的全链条精准设计育种平台。

      BreedingGPT整合中英文优质学术论文信息，通过检索增强生成技术建立最全面的作物育种知识库，使大模型具备泛化认知能力。大模型知识库采集了横跨245年内2835万余篇生物专业文献，汇聚农业在线图书馆、数据库海量高质量农业信息超10TB。

      “这项技术将彻底改变传统育种模式”，张兴平表示。“人工智能赋能作物育种，将大大缩短育种周期，提高育种精度，为实现粮食安全提供关键技术支撑。”

      科技惠民，助力乡村振兴

      张兴平始终不忘“让农民生活得更好”的初心。他认为：“让农民增收是衡量农业项目的唯一标准”。

      他如此解释团队的研究：“我们把野生瓜果里边优秀的抗病虫害基因、耐热耐寒基因通过杂交转移到个头大、又甜又好吃的瓜果上，同时把不好的基因淘汰掉。”“通过技术提升作物抗病性，作物少用农药，成本降了，品质高了，消费者吃到更加安全健康的食品，就会更愿意购买这种食品，农民的收益就增加了，这是一举多得的事情。”

      近年来，他带领团队通过分子设计育种和加速育种技术，实现了瓜菜类作物优良性状的快速转育，创制了受农民和消费者喜爱的优质美味新品种，特别是西瓜新品种。现已申请13项植物新品种保护权，促成了6个番茄品种以及4个西瓜品种的在潍坊等多地的成果转化，2024年西瓜W102品种在甘肃武威的种植面积突破1000亩，夏季青果日销售量高达6万个单瓜，种子销售量超过500公斤，种植面积约5000亩，每亩产值约为25000元，订单一直处于供不应求状态。

      除了科研工作，张兴平还积极投身科普工作。他表示要“通过举办农业科普讲座、送科技下乡、开展科技志愿服务、参加公益性科普教育活动等形式，发挥自身优势和作用”。

      作为北京大学现代农业研究院副院长，张兴平高度重视人才培养工作。他认为，中国农业要实现农民富、农村美、农业强的目标，最缺的是懂农业科学技术的管理者。

      “只有培育一批真正了解中国农民、农村、农业，具有创新能力的科技工作者，才能从根本上解决高端种子依赖国外，农产品种植和加工技术相对落后等问题。”

      基于此思想，他一直致力于指导一线育种家提升技术和科研能力，促进科研合作和落地转化。他在北京大学现代农业研究院以及潍坊现代农业山东省实验室联合举办的四期“分子育种研修班课程”中发挥了重要作用，自2022年以来研修班已有130余名学员，其中有外籍学员8名，研修班通过介绍育种前沿知识并结合实地考察的方式，向学员充分展示潍坊农业产业发展模式、分子检测和性状定向改良等现代生物技术在育种中的应用以及现代农业优质、绿色、品牌化发展理念。这一举措促进了潍坊市农业育种领域研究的国际化，吸引了外籍学员表达了来潍工作的强烈意愿，也为潍坊市农业发展模式宣传作出重要贡献。

      目前，张兴平团队正在搭建一个能够迅速研发出好种子的技术平台。“我们已经搞了5期分子育种研修班MBA，今年9月要搞第六期，未来我们想把这件事情持续做下去，为种质创新和种子研发培养一批顶尖的科研人才。”张兴平说。

      在实际研究中，张兴平注重团队协作。据团队成员介绍，“大团队每周都会召开会议，汇报进度，讨论遇到的问题，并根据实际情况调整计划”。灵活性、团队协作和持续的进度跟踪，是团队高效组织管理和持续产出成果的关键因素。

      这几年来，张兴平团队已经将精准设计育种研究领域向爆裂玉米、强筋小麦、盆栽番茄、特色甜瓜等方向延伸，并分别取得了明显的效果。“不能给农民带来实际收益的技术，都是零！”“产业需要什么我们就应该研发什么，做出一个好的品种，那么多的农民会受益……”

      “要做好种、好运、好吃的好品种。”张兴平站在试验田边，目光灼灼：“农业科研只有真正用到农业生产中才有价值！”

网址：张兴平：设计育种创未来 https://klqsh.com/news/view/194052

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