旨在解開陸地植物主要譜系的遺傳密碼——
植物星球計劃正式啟動
本報北京2月11日電(記者楊舒)人類對地球上的植物既十分熟悉,又非常陌生——超過99%的陸地植物缺乏高質(zhì)量的參考基因組。由此,由中國科學家領銜發(fā)起的國際大科學計劃——植物星球計劃11日正式啟動。
這一由中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所(嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學與技術廣東省實驗室深圳分中心)聯(lián)合中國植物學會、北京大學等國內(nèi)外49家單位共同發(fā)起的計劃,參與單位來自15個國家和地區(qū),旨在通過解碼陸地植物主要譜系的遺傳密碼,攜手繪制完整的“植物生命之樹”,以共同應對糧食安全、生物多樣性保護、新藥發(fā)現(xiàn)和可持續(xù)發(fā)展等全球性挑戰(zhàn)。
“這不禁讓我們想起1990年啟動的人類基因組計劃,這個歷時10余年的計劃取得的成果,讓人類遺傳學得到了快速發(fā)展。如今,我們的植物星球計劃也有相似的愿景?!敝参镄乔蛴媱澲饕撠熑酥弧⒅袊r(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員王麗說。
王麗介紹,在億萬年的進化歷程中,地球上的植物演化出了多樣形態(tài),然而,由于基因組數(shù)據(jù)的零散與缺口,許多關鍵進化關系還懸而未決,這嚴重限制了人類對植物多樣性、適應性及功能潛力的深入認知與應用開發(fā)。本次計劃希望通過對缺乏參考基因組的植物目、科進行采樣,從根本上厘清所有主要植物類群之間的親緣關系與分化時間,從而繪制完整的植物“生命之樹”。
陸地植物約含45萬個物種,有了海量的關鍵基因組數(shù)據(jù)后,如何處理?“引入人工智能算法和模型,讓AI學習并破譯植物的‘共同語言’。”王麗介紹,基因組語言基礎模型將通過分析數(shù)以萬計的不同植物基因組,學習識別DNA序列中保守的“語法”規(guī)則、調(diào)控元件的組織邏輯,以及功能模塊的編碼模式。
“破譯了植物的‘共同語言’,我們才能知曉植物在4.7億年進化歷程中的生命基本法則。同時,這些基因組數(shù)據(jù)還能幫助即將消失的植物。”王麗說,傳統(tǒng)的保護措施常受限于表型數(shù)據(jù)的匱乏和采集難度,本次計劃實施后,可以比傳統(tǒng)野外監(jiān)測更高效率地識別出那些遺傳基礎脆弱、瀕臨滅絕的物種,從而精準評估植物的瀕危狀況,為生物多樣性評估、穩(wěn)健保護決策的制定等提供理論依據(jù)。此外,通過充分挖掘植物中抗病、抗旱、耐鹽的基因,人類可以培育出更多具有氣候韌性的“未來作物”,保障糧食安全。
據(jù)悉,在戰(zhàn)略上,植物星球計劃還將整體提升全球生物多樣性保護和實現(xiàn)碳中和的生態(tài)能力,構建植物科學領域全球大科學命題國際合作的新格局。
作者:本報記者 楊舒《光明日報》(2026年02月12日 08版)