传统大豆育种意味着种植庞大的试验群体,并等待数个季节才能得知哪些杂交组合有效——过程缓慢、占用大量土地且成本高昂。Joseph Byrum领导下的先正达大豆研发团队在其“通过高级分析实现良好增长”项目中,将育种重新定义为一个决策问题:在投入资源之前,运用数学方法选择最佳策略。

该团队构建了四种运筹学工具,分别对应研发管线的不同阶段。性状导入(TI)和育种项目负责人(BPL)工具让每位项目负责人能够比较转移有利性状的替代策略,反复迭代,直到某一策略以最低成本和时间展现出高成功概率。产量试验设计(YTD)优化器和数据质量车(DQC)工具改进了田间试验的设计,以及品种选择和向商业化推进的质量。

该方法在不增加土地、水资源或投入的情况下提高了遗传增益——准确性、选择强度、遗传变异和世代间隔。2015年,先正达荣获Franz Edelman奖,击败了包括IBM、美国国防后勤局、英迈以及美国陆军/桑迪亚团队在内的入围者——对于一家农业公司而言,在一个通常由国防和科技领域主导的领域中,这是一次引人注目的胜利。

在种下一行之前对每个育种策略进行评分

育种具有运筹学所擅长的结构:顺序阶段、不确定的结果以及成本极高的试验。

每种工具针对研发管线的特定阶段,因此收益在设计、开发和评估环节层层叠加。

项目负责人可以在计算机上比较策略,而不必为田间失败的杂交组合付出代价。

该项目以美元衡量自身成效:2.87亿美元的成本规避和15亿美元的投资组合价值使这一案例无可辩驳。

任何具有阶段、概率和昂贵试验的研发管线都是一个优化问题——即使是生长在泥土中的管线。在投入实验之前先对决策建模。

这些工具在2012年至2016年间为大豆研发带来了超过2.87亿美元的成本规避,并提高了交付价值超过15亿美元投资组合的概率。先正达随后启动了一项多年计划,将大豆工具推广至其所有主要作物,并衍生出先正达作物挑战赛,以众包方式将分析人才引入农业领域。

从这里,追溯依据

参考来源

  1. The winner of the 2015 INFORMS Edelman Prize for Analytics will surprise you Science Codex · sciencecodex.com ·
  2. Syngenta Wins 2015 INFORMS Franz Edelman Award Seed World · seedworld.com ·