我國(guó)成功研發(fā)世界首臺(tái)智能育種機(jī)器人革新生物育種范式

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2025-08-12 18:50:15 百家號(hào)

當(dāng)生物技術(shù)與人工智能深度融合，世界首臺(tái)可自動(dòng)巡航雜交授粉的智能育種機(jī)器人“吉兒”誕生了。這臺(tái)由中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員許操團(tuán)隊(duì)研發(fā)的機(jī)器人能夠降低育種成本、縮短育種周期、提高育種效率。相關(guān)研究成果于8月11日在知名學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》上發(fā)表。

雜交育種和制種長(zhǎng)期面臨高成本、低效率的問(wèn)題。以番茄為例，由于其屬于柱頭內(nèi)縮的閉合花型，雜交育種和制種至今仍完全依賴人工雜交授粉，人力成本可占總育種成本的25%以上。

許操團(tuán)隊(duì)提出了作物與機(jī)器人協(xié)同設(shè)計(jì)的理念，利用基因編輯技術(shù)重新設(shè)計(jì)“機(jī)器人友好”的作物花型。他們還將機(jī)器人與“從頭馴化”育種技術(shù)、快速育種技術(shù)相融合，建立智能育種工廠，實(shí)現(xiàn)優(yōu)異品種的智能快速定制。在他們的工廠里，作物近緣野生種的育種利用周期由原來(lái)的5年縮短為1年，實(shí)現(xiàn)了批量快速培育風(fēng)味濃郁的口感番茄、抗逆豐產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)番茄等新種質(zhì)，并節(jié)省了大量人工。在大豆育種方面，“吉兒”成功實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)型大豆雄性不育系快速創(chuàng)制，該品系可節(jié)省76.2%的人工授粉操作時(shí)間，解決大豆雜交授粉成本過(guò)高的問(wèn)題。

目前，“吉兒”已在商業(yè)化生產(chǎn)溫室內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，每授粉一朵花僅耗時(shí)15秒，并能全天候不間斷反復(fù)巡航、自動(dòng)雜交授粉，確保每朵花成功授粉坐果。“吉兒2.0”正在研發(fā)中，將拓展應(yīng)用于不同作物。

這款機(jī)器人的零部件國(guó)產(chǎn)化自主率已超過(guò)95%。生物技術(shù)、人工智能與機(jī)器人勞作相結(jié)合的智能育種模式標(biāo)志著我國(guó)率先完成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能機(jī)器人育種閉環(huán)技術(shù)體系構(gòu)建，在生物育種范式革新等方面展現(xiàn)了“人工智能驅(qū)動(dòng)科學(xué)研究（AI for Science）”的應(yīng)用前景。

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

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