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种子有了基因位点地图!浪潮信息助力北大荒垦丰种业创新育种

发布时间:2024-02-27

“种子不好,丰收难保”,耕地有限的情况下,选择品质更优、产量更高的种源成为了保障粮食供应的关键手段之一。作为我国育种领军企业,北大荒垦丰种业打造了以商业化育种为核心的研发创新体系,为新种研发提供了详实的数据支撑,通过国内最先进的基因检测设备绘制详细的种子基因位点地图,在实验室中即可实现对丰产、抗病等基因的筛选聚合,减少了田间的无效种植,将育种周期从十余年缩短到6-7年。

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图注:种子发芽试验(配图来源自垦丰种业官微)

数据要素加速赋能,育种创新迎新挑战

传统杂交育种如同中医的“望闻问切”,以肉眼观察作物外部表型作为主要筛选依据,育种周期长、人力和时间成本投入巨大,但效果却难以得到保证,有时甚至会出现伪杂交率100%的情况,严重制约了育种创新。

基因测序、分子育种等现代生物技术的突破为这一困境带来了良方。现代生物研究发现,作物各类性状如产量、高矮、疏密以及是否抗病虫害、抗倒伏等都直接或间接地由其携带的某种基因所决定。垦丰种业将基因测序等前沿技术应用于其育种研究,科学家通过数据比对分析,在实验室内即可将1000份材料淘汰300-400份,种质筛选效率显著提升。而大量数字尖端技术应用的背后,数据成为绘制种子基因位点地图、赋能育种创新的关键要素:

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图注:在电脑图谱中红色的就是不抗病的大豆,绿色和蓝色的是抗病的材料,1000份材料可以帮助育种家淘汰300到400份,减少田间的无效种植(配图来源自垦丰种业官微)

● 海量多元育种数据的存储

一株水稻约有5.6万个基因,一株小麦的基因数可达12万个,这些数以万计的基因在不同的生长环境下,表现出的株型、穗型、穗粒数等表型性状千差万别。随着生物技术与信息技术的结合,育种数据进一步呈现出多元爆炸的趋势,包括土壤、气候、水分、代谢物等动态数据、生产管理数据等,都对数据存储提出了挑战。

● 育种全流程基因数据管理与协作

一粒种子从初步切片筛选到建立起完整准确的“DNA身份证”,需要在垦丰种业的种子切片分选、DNA提取、SNP基因型鉴定等各个平台间流转,而其对应的基因、表型、性状数据也需要能够跨平台、跨系统实时互通,如何确保数据的准确、稳定与安全,保证各实验室的科学家能够充分利用已有数据进行共享协作,成为影响种质基因研究的关键问题。

● 基因数据的高效处理和分析

作物基因组的研究分析过程极其复杂,包括了基因序列比对、基因网络构建等,同时科研工作中存在持续的文件读写,涉及大量作物图片、视频片段等小文件,对存储系统的计算性能、稳定性、小文件处理等能力提出更高要求,需要种企具备对基因数据的处理和分析能力。

极致存储,助力垦丰破解种子密码

在垦丰种业高效基因研究、实现精准育种背后,浪潮信息助力打造了集中式与分布式相结合的数据存储底座,以超大容量、百万IOPS的领先性能,为垦丰种业各科研平台的基因数据存储、流转协作与读写计算提供强有力的支撑,助力实现对种质基因数据的精准“靶向狙击”,新种研发周期从过去的十几年缩短到 6-7年,推动智慧育种创新突破,推动种质基因研究创新。

● 海量存储资源池保障

面向垦丰种业基因研究数据量大、数据类型多元的应用场景需求,浪潮信息采用1台HF5000G5加3台AS13000G5的高冗余模式存储系统,为垦丰种业搭建大容量存储资源池,充分满足种质基因数据的存储需求。

● 基因数据全生命周期稳定可靠管理

利用热、温、冷、冰四级数据分层策略,实现对种子基因数据的全生命周期管理,当某节点故障时会自动切换到备用节点,满足基因研究数据的长时间稳定写入,确保科研数据安全不丢失,为种质基因资源提供了优质的存储和保护。

● 百万IOPS满足基因研究高通量分析需求

浪潮信息为垦丰种业提供极致的存储和计算能力,极大地缩短基因测序的时间。浪潮信息帮助垦丰种业分层搭建的存储系统,可以自动根据读写频率实现数据智能迁移,并以聚合小文件优化技术提升读写性能,容量部署达11PB,聚合读带宽160GB/s以上,写带宽100GB/s以上,随机读IOPS达205万,满足垦丰种业更高的高通量图像处理需求,最大化提升基因研究效率。

现代技术的发展改变了传统育种“一把尺子一杆秤,用牙咬,用眼瞪”的模式,实现了经验育种向精准育种质的飞跃。广袤大地上满目金黄,农民实现增产增收,粮食饭碗稳稳当当,背后是数据要素为种质基因研究强有力的保驾护航。未来,浪潮信息将进一步提供更加高效、便捷的存储解决方案,洞见数据潜能,赋能智慧育种,为农业智慧转型之旅夯实数字基座。

#科研 #存储