中国科学院遗传与发育生物学研究所许操研究员团队近日在国际顶尖期刊《细胞》发表突破性研究成果,成功研制世界首台可自动巡航杂交授粉的智能育种机器人”吉儿”(GEAIR)。该成果通过基因编辑重塑作物花型,创制”机器人友好”的结构型雄性不育系,结合深度学习与人工智能技术,实现杂交育种的全程自动化,标志着我国在智能育种领域取得重大技术突破。
研究团队创新性提出”作物-机器人协同设计”理念,将生物技术(BT)与人工智能(AI)深度融合,构建”BT筑基+AI赋能+机器人劳作”的智能育种(BAR)新模式。在大豆试验中,该系统首次实现结构型雄性不育系的快速创制,单产提升潜力显著。团队进一步将技术拓展至番茄等作物,形成覆盖”育种-生产-采收-追溯”的全产业链智能解决方案。
技术核心在于通过基因编辑定向改造作物花器结构,使柱头外露等特征更适配机器人操作,同时开发具备环境感知、路径规划和精准授粉能力的自主巡航系统。相比传统人工授粉,该技术可降低60%以上育种成本,缩短50%育种周期,并实现24小时不间断作业。目前相关技术已申请国家专利和PCT国际专利保护。
这一突破性进展获得国际学术界高度评价,《细胞》杂志审稿人认为该研究是”BT+AI交叉融合解决产业难题的典范”。团队正研发”吉儿2.0”版本,计划将技术体系扩展至水稻、玉米等主粮作物,并与中国科学院自动化研究所、清华大学等机构合作推进产业化应用。
该成果的发表恰逢全球智能农业发展关键期。7月在北京召开的”人工智能助力种业高质量发展”论坛显示,我国正加速构建智能育种产业生态。中国农业科学院实施的”天书计划2.0”已筛选1万份核心种质,为AI育种提供数据支撑。专家指出,这项技术将显著提升我国在种业领域的国际竞争力,为保障粮食安全提供创新性解决方案。
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