廣東
2026年4月30日，中國農業科學院深圳農業基因組研究所（嶺南現代農業科學與技術廣東省實驗室深圳分中心）在《細胞（Cell）》上發表題為“PLANeT: Understanding and leveraging the genome of land plants for a sustainable future”的論文，系統揭示了當前陸地植物基因組資源的匱乏現狀：截至2024年12月31日，高達95%的屬、70%的科和51%的目缺乏參考基因組，嚴重阻礙了進化與功能基因組學研究。針對這一挑戰，研究團隊提出了名為PLANeT的國際合作倡議，旨在通過生成覆蓋整個植物生命樹的高質量、標準化參考基因組，并整合人工智能技術，解析保守的基因組語法規則。這一倡議對于推動基礎植物生物學發展、生物多樣性保護、作物改良以及天然產物藥物發現具有里程碑式的重大意義?；蚪M所（大鵬灣實驗室）黃三文研究員，德國馬普生物研究所Detlef Weigel院士和美國佛羅里達大學Pamela Soltis院士為論文的共同通訊作者?；蚪M所（大鵬灣實驗室）王麗研究員為論文第一作者。
陸地植物擁有約45萬個物種，構成了陸地生態系統和人類文明的基石，展現出從小于0.1 Gb到超過160 Gb的驚人基因組大小差異，以及復雜多樣的形態和生理特征。然而，自2000年首個植物基因組發布以來，盡管“組學”數據在某些模式物種上建立了“知識孤島”，但絕大多數植物類群仍缺乏參考基因組，尤其對南半球植物的基因組多樣性了解甚少。另外，已報道的植物基因組的組裝和注釋質量參差不齊。這種巨大的知識空白阻礙了我們將從模式作物中獲得的知識應用到野生植物中，而這些野生植物恰恰是新藥物、新作物的關鍵來源，也是生態系統的重要成員。因此，建立一個系統、全面的陸地植物基因組圖譜已成為當務之急。
該研究通過被子植物64個目的系統發育圖，指出當前基因組測序的空白，限制了關鍵進化節點的系統發育關系的解析。
為進一步闡明性狀演化機制，研究進而提出通過填補這些系統發育空白，構建覆蓋整個陸地植物生命樹的時間校準系統發育樹，并以此為基礎，重點探討植物關鍵性狀趨同進化的遺傳機制。
該研究提出將系統發育基因組學與泛基因組學相結合的策略，通過識別受進化約束的保守位點和適應性位點，為分子育種提供潛在靶點；同時，構建一個多層次的人工智能驅動的基因組學框架，從非編碼序列的結構注釋到功能性基因模塊的發現，系統性地解碼植物基因組的“語言”，從而闡明基因組多樣性產生、維持或喪失的驅動力。
該研究提出的PLANeT倡議不僅是一項宏偉的基因組測序計劃，更是一次整合人工智能與進化基因組學、面向可持續未來的科學行動。它的意義和應用價值體現在多個層面：在基礎科學上，它將構建一個陸地植物生命樹，連接起零散的“知識孤島”，揭示主要進化創新的遺傳基礎；在生物多樣性保護上，它將提供評估物種滅絕風險和遺傳多樣性的關鍵資源，充當“數字諾亞方舟”；在作物改良上，它將幫助鎖定野生植物中的優良等位基因，克服現代作物的遺傳瓶頸，助力培育適應氣候變化的韌性品種；在藥物發現上，它將加速從野生植物中挖掘和改造具有生物活性的天然產物。
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00113-3
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