图源:农民日报 华西牛牛群
它让我国拥有
具有完全自主知识产权的
专门化肉牛新品种
打破了我国肉牛主导品种
核心种源严重依赖进口的局面
科研人员们为了它整整研究了43年
它究竟有什么特别之处?
今天,让我们一起来认识一下华西牛!
为什么要研究牛?
我国是农业大国,牛是农业生产中的重要动力来源,被称为六畜之首。但随着社会生产力的发展,到二十世纪80年代,牛逐渐退出农业生产,传统役用牛培育逐渐式微。与此同时,随着生活水平的提升,居民对肉用牛的需求日渐增加。
怎样把牛从过去的“役用”转变为“肉用”,推动我国养牛业由传统养殖向现代肉牛产业跨越,是摆在科学家面前的一道难题。
图源:摄图网
良种是肉牛业发展的关键,是肉牛产业核心竞争力的主要体现。但由于农耕传统等多种因素的影响,我国肉牛育种起步较晚,到20世纪80年代,肉牛生产水平仍旧很低、肉牛良种覆盖面小、主导肉牛品种种源严重依赖进口。我国肉牛生产群体中占比65%的西门塔尔牛杂交群体的供种长期依赖国外,核心种源的对外依存度高达70%。
华西牛有多“牛”?
2021年底,经国家畜禽遗传资源委员会审定,“华西牛”获得国家畜禽新品种证书。自此,我国自主培育的,遗传性能稳定、生产性能良好,符合肉牛产业发展和市场需求的肉牛新品种诞生。
图源 :农民日报 “华西牛”新品种审定证书
“华西牛”毛色以红色、黄色为主,少量白色花片相间,腹部、头部、肢蹄、尾梢均为白色。公牛体格强壮、背部宽厚、肌肉发达;母牛体形匀称、性情温顺。
图源:中国农科院 华西牛种公牛、种母牛
1. 适应性“牛”
华西牛繁殖性能好,适应面广,既能适应我国的牧区、农区以及北方农牧交错带,也适应南方草山草坡地区。
2. 肉量产出体重“牛”
华西牛成年公牛体重达900公斤,成年母牛550公斤以上,屠宰率62.39%,净肉率53.95%,平均育肥期日增重达1.36公斤,主要生产性能达到国际先进水平。
3. 市场竞争力“牛 ”
据预计,到2025年,“华西牛”每年可提供进站采精公牛400头左右,我国肉牛自主供种率提升到70%。到2027年,每年提供优秀种公牛将达到500头以上,自主供种率将达到80%,实现核心种源自主可控。
按照当前遗传进展推算,“华西牛”再经过5-10年选育提升,其生长速度、产肉性能和屠宰性能等主要肉用指标将媲美美国、澳洲等顶级肉用西门塔尔牛核心群。“华西牛”优秀个体冻精可以对外出口,直接参与国际市场竞争。
43年科研长跑,关关难过关关过!
“华西牛”培育工作起始于1978年,2002年至2003年,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牛遗传育种科技创新团队首席研究员李俊雅带领团队在云南、湖北、新疆等地调研后,目光最终停留在内蒙古乌拉盖草原。这里的牧民世世代代养牛和羊,牛群经过改良,是肉牛育种的理想基地。
图源:澎湃新闻 乌拉盖草原
1. 遗传进展慢?用基因组选择技术!
育种之初,李俊雅的团队就遇上了巨大难题。由于肉牛世代间隔长,繁殖效率低,且生产模式复杂,育种数据收集难度大,导致肉牛育种遗传进展缓慢。
图源:农民日报 研究人员正在进行牛肉脂肪酸含量测定
为此,李俊雅团队组建了我国第一个华西牛基因组选择参考群,率先将基因组选择技术应用到育种工作实践中。参考群内的全部个体既有表型数据如体高、体重等,又有基因型数据,通过参考群体可以评估后代个体的种用价值好坏,然后根据评估结果实现早期选种留种。
2. 基因芯片昂贵?多方支持!
基因芯片又称DNA芯片或生物芯片,能够对个体基因型进行测定。利用芯片分型的基因组信息,对个体进行准确的育种值估计,实现早期选种,是全基因组育种技术所依赖的重要工具。
“最令我难受的是2012年前后,我们的课题一分钱也没有,甚至到了要借钱干活的境地。”李俊雅说。在选育提高阶段,基因组选择技术所需的基因芯片需要从国外进口,而当时的进口芯片一头牛的测定费用就高达3000多元。李俊雅寻求企业、社会力量的多方支持。就这样,团队继续一边干活,一边努力争取更多的资金支持。
图源:农民日报 中国农业科学院北京畜牧兽医研究所牛遗传育种科技创新团队主要成员
3. 课题结束意味着保种灭亡?打破“魔咒”!
育种界里有一句老话,“课题结束之时就是保种灭亡的开始。”肉牛新品种通过审定并不意味着育种的结束,能不能推广下去,能不能保持品质,是更需要解决的问题。
李俊雅及其团队把解决方案定为联合育种。最初,团队与15个养殖户建立了合作。2018年,成立了有22户成员的乌拉盖管理区博昊良种肉牛繁育专业合作社。到2022年,全国“华西牛”核心场户达41家,联合育种企业总数达60余家,形成了“全国一盘棋”华西牛联合育种模式,先进育种经验逐渐推广至全国。
图源:腾讯网 255头华西牛从乌拉盖管理区顺利启程,远赴山西
资料来源:农民日报、澎湃新闻、科技日报
整理:董小娴
人工智能,如何妙笔“生”画******
核心阅读
输入一段话,“绘”出一幅画——人工智能的绘画本领,吸引众多职业画师和零基础用户尝鲜。人工智能绘画的本质是计算,接受“语言描述”指令后根据自身的理解还原出图像。未来,人工智能技术应用于艺术创作等领域,还要注意防范潜在风险,让技术进步更好地造福社会。
不用画笔、颜料,输入一段描述性文字,计算机就能自动解析,生成相应的画作。2022世界人工智能大会上,人工智能绘画的展示令观众惊叹。
一些过去专属于人类创作的领域,比如绘画、书法、写作、作曲,如今人工智能也已开始涉足。人工智能是如何绘画的?当前沿技术与艺术相遇,将碰撞出怎样的火花?在内容、版权等方面又是否存在问题?
从文本到图像,人工智能绘画本质是计算
人工智能绘画是一个从文本到图像的生成过程,输入一段话,生成一幅画,本质是计算。简要地说,计算机通过大量学习,能识别特定图片元素和文本之间的关联。同理,人工智能程序在收到“语言描述”指令后,可以根据自身的算法还原出图像。
设定计算机程序作画的想法由来已久。早在20世纪70年代,就有艺术家开发了操作机械臂的电脑程序,让机械臂按照指令在画纸上作画。近些年,人工智能技术日新月异,科研人员尝试设计自动作图的计算机程序。但过去很长一段时间,人工智能“画”出的作品普遍不够好,往往只是一些模糊的图像元素的组合,还称不上是完整的画。
今年以来,人工智能画技迅速“进化”。谈及技术突破原因,百度文心一格总架构师肖欣延认为,这是预训练大模型的兴起、大数据的训练和扩散模型的出现3方面共同作用的结果。
具体来说,预训练大模型增强了人工智能的通用性,成为人工智能技术及应用的新基座;大数据的训练中,通过在众多高性能GPU(图形处理器)算力资源中进行并行学习,计算机能够在短时间内完成大量的数据学习。近年来,几乎所有人工智能的技术发展都受益于这两方面的进展。而对人工智能绘画来说,扩散模型的出现至关重要。
扩散模型的原理是,通过人为逐步添加噪声,让图像逐渐变“模糊”,再不断学习去噪过程,如此人工智能就能从完全是噪声的图片中逐渐还原出清晰的图片,即“画”出图像。
“这一过程与人类学习相似。通常,人们学画从临摹开始,机器也是如此。它最初生成的图像可能很模糊,但计算机会不断修正,从而输出越来越清楚、层次越来越丰富的图像。”肖欣延说。
扩散模型让人工智能绘画技术实现跨越,不仅作画质量快速提升,生成时间也缩短到几秒钟。
众多用户尝鲜,大量应用加速“画技”进化
汤林杰是某互联网公司的运营人员。工作中,他需要借助一些图片来丰富文案,而网络上找到合适的配图并不容易。今年10月,了解人工智能绘画程序后,他尝试自己“画”图。现在,人工智能绘画工具已经是他工作的重要辅助。
随着算法模型对公众开放以及训练数据成本的下降,人工智能绘画门槛越来越低,一些简易化操作平台在国内外兴起。如今,不仅一些职业插画师尝试用人工智能绘画程序辅助作画、激发灵感,许多没有绘画基础的用户也开始尝鲜,并“晒”在社交平台上。
大量需求的涌现也加速了技术的更新迭代。“用人工智能绘画的人越多,算法就越能理解输入的描述文本,画作质量就越高。”肖欣延表示,当前人工智能绘画水平与今年初相比,已经有很大进步。
不过,目前的人工智能绘画技术并不完美。首先,可控性仍然不高,即计算机不能很好理解人类指令的含义,即便是输入“画两个苹果,左边红色,右边绿色”这样的简单描述,生成的图像也可能有很大偏差;其次,细节呈现能力还不够。比如,对空间、透视和光影的刻画就很不如意。不少人工智能渲染出的画作,初看上去惊艳,认真观察问题却不少。
但肖欣延认为,人工智能绘画在技法上的缺陷未来有望得到弥补。比如,基于跨模态大模型和强大的深度学习框架,百度开发的技术一定程度上已经缓解这些问题。此外,未来人工智能不仅能作画,还能根据文本描述生成视频,并直接配上解说文字,“可以把视频生成看作是维度更高的绘画,从技术层面看,这是可以实现的。”
防范潜在风险,守住法律和伦理底线
人工智能进入绘画领域,计算机会取代人类画师吗?
在肖欣延看来,好的绘画与构图、设计语言、视觉情绪息息相关,即使人人都可以用人工智能技术作画,但通常只有高水平的画师才能制作出优秀的人工智能绘画作品,“人工智能只是作画的辅助工具”。此外,虽然有的人工智能绘画语言娴熟,也包含细腻的情感,但并不意味着机器有意识、情感,它不过是学过类似的作品,又恰好呈现出来了。“优秀的艺术作品往往是人的思想的投射,目前机器并没有真正具备思考能力。”肖欣延说。
不少业内人士认为,不妨以开放的心态拥抱人工智能绘画,接受新事物。可以预想,将来绘画中一些繁琐、重复性的工作可能由计算机完成,创作者能腾出更多时间去构思想法与创意,调整构图、色彩、光影氛围等。
“人工智能可能会激发绘画创造的活力。”肖欣延表示,20世纪前后,照相技术让传统肖像画失去市场,促使一些画家向非写实方向创新。与人工智能技术融合,或许能激发画家创作出别开生面的作品。
不过,由于人工智能绘画发展刚刚起步,技术发展也引发关于版权、内容把控等问题的争议。比如,有人认为,未经授权人工智能画作模仿原画的内容、构图和风格等,侵犯了原作者的版权,有违法嫌疑。也有人认为,“机器学习”过程是一种类人化的创作行为,同样体现了创造者的思想和劳动,应当获得版权保护。此外,还有人担忧,人工智能绘画技术若被滥用,可能滋生暴力等令人不适的图像。面对新技术发展,有必要前瞻潜在的风险,只有守住法律和伦理底线,技术进步才能更好地造福社会。
不只是绘画,写作、作曲、生成短片,人工智能日益强大的深度学习能力,让它与不同艺术门类发生着奇妙的碰撞。展望未来,业界专家认为,人工智能与艺术融合,一方面会降低一些艺术门类的创造门槛,让更多人参与到当代的审美创造中来;另一方面新技术会带来新的审美风格,人们或许能从中扩展对自身和世界的认识。
记者 喻思南
(文图:赵筱尘 巫邓炎)