“植物星球计划”开启植物世界大门

2000年,首个植物基因组——拟南芥基因组发布,这为我们开启了一扇通向植物世界的大门。26年过去了,尽管科技不断进步,人们对陆地植物多样性的认知仍然非常有限。面对99%以上的陆地植物缺乏高质量参考基因组的现状,“植物星球计划”应运而生。2月11日,这个计划在北京正式启动。这是中国农业科学院深圳农业基因组研究所和北京大学等49家国内外单位共同努力的成果。王丽研究员,一位参与了这个计划的科学家,给我们详细介绍了这个项目。她表示,“植物星球计划”旨在通过基因组学和人工智能技术,解码陆地植物主要谱系的遗传密码,绘制出完整的“植物生命之树”。这个计划得到了中国植物学会和中国科学院的支持。对于那些缺乏参考基因组的植物科和目,科学家们将进行采样分析。通过系统发育基因组学方法,他们将构建一个高分辨率、时间校准的陆地植物系统发育树。这将帮助我们理清不同植物类群之间的亲缘关系与分化时间。王丽说:“引入人工智能算法和模型,让AI学习并破译植物的‘共同语言’。”这个过程与自然语言处理模型学习海量文本类似。基因组语言基础模型通过分析数以万计的不同植物基因组,识别出DNA序列中保守的规则、调控元件组织逻辑以及功能模块编码模式。种康院士在接受采访时指出:“破译了植物的‘共同语言’,我们才能知晓它们在4.7亿年进化历程中的生命基本法则。”除了绘制完整的“生命之树”,“植物星球计划”还能更高效地识别遗传基础脆弱、濒临灭绝的物种。这个过程通过分析基因组中的遗传多样性指标来实现。这有助于精准评估植物濒危状况,并为生物多样性保护决策提供理论依据。此外,“植物星球计划”还致力于挖掘抗病、抗旱、耐盐等有益基因。“通过培育具有气候韧性的‘未来作物’,”王丽说,“我们可以保障粮食安全。”这次“植物星球计划”不仅是一个科研项目,也是对人类与自然和谐共生的一次探索和实践。