项目概述 - 全球科学家联合发起“植物星球计划”（PLANeT），旨在通过解码陆地植物遗传密码，构建完整的“植物生命之树”，以应对粮食安全、生物多样性保护等全球性挑战 [1] - 该计划由来自全球15个国家和地区49家顶尖科研单位的科学家共同参与 [1] - 该计划被视为植物科学的里程碑，也是中国从学习追赶到引领合作的历史性跨越 [1] 项目背景与现状 - 植物占据了地球所有生物量的82%，而人类和其他所有动物加起来占比不到1% [2] - 目前，95%的属、70%的科、51%的目一级的陆地植物缺乏高质量参考基因组 [2] - 以被子植物为例，尽管已解码了超过1000种植物的基因组，但仍有约94%的属以及约34.5万个种的基因密码尚未打开 [3] - 大多数组学数据资源集中在少数物种上，形成知识孤岛，大量野生植物的基因资源无法有效掌握和利用 [3] 项目目标与路线图 - 终极目标是绘制一幅高分辨率、时间校准的完整陆地植物系统发育树，厘清所有主要植物类群之间的亲缘关系与分化时间 [3] - 具体路线图：2024年已完成为所有被子植物的目解码基因组；2027年目标覆盖95%的科；2030年目标覆盖90%的属；2036年目标覆盖80%的种 [3] - 计划预计招募和培训超过1000名科学家 [4] 预期影响与价值 - **作物育种革新**：挖掘野生物种丰富的遗传宝库，弥补作物品种中丢失的抗逆、高产等优异基因，赋能“智能育种”新纪元 [6] - **生物多样性保护**：通过基因组数据评估物种的遗传多样性和灭绝风险，为保护决策提供依据，充当生态“保险单” [6] - **新药研发**：现有药物中约33.6%源自天然产物及其衍生物，该计划将系统挖掘植物中的活性化合物，为对抗耐药性疾病提供分子宝库，加速新药开发 [7] - **支撑可持续发展**：计划提供的数据能支撑碳中和与生态恢复，推动可持续发展 [6] 技术方法与创新 - 计划核心是通过系统测序陆地植物主要谱系，构建数字化的“植物生命全景基因图谱” [5] - **人工智能的关键角色**：AI扮演“超级翻译家”角色，通过分析数以万计的植物基因组，识别DNA序列中隐藏的语法规则和调控逻辑，学习植物的“共同语言” [8] - AI将用于训练植物基因组基础模型，使其能对新物种序列进行精准注释，如同配备“生命探测器” [8] - AI与计划的结合将推动植物学研究范式从基于少数模式物种推断，转向基于全谱系多样性的事实归纳 [8] - AI能在超级计算机中模拟数万种杂交组合，使未来育种从“经验选配”转向“模型预测”，极大缩短育种周期 [9]