中天智感"植物互作分析儀"獲種業(yè)大會(huì)科學(xué)家高度關(guān)注

中天智感"環(huán)境與植物互作分析儀"獲種業(yè)大會(huì)科學(xué)家高度關(guān)注

2025年1月10日，第四屆三亞國際種業(yè)科學(xué)家大會(huì)暨2025國際種業(yè)科技博覽會(huì)在三亞圓滿閉幕。此次大會(huì)匯聚了全球30余位院士及近百名高層次專家學(xué)者，其中國際嘉賓占比超過30%。為期多天的會(huì)議共舉辦了170余場主題報(bào)告，吸引了近2000名參會(huì)代表，充分彰顯了其作為全球種業(yè)發(fā)展“風(fēng)向標(biāo)”的重要地位。
 

 
在同期舉辦的2025國際種業(yè)科技博覽會(huì)上，江蘇中天智感生命數(shù)據(jù)有限公司展出的全球首臺(tái)“環(huán)境與植物互作分析儀”成為焦點(diǎn)之一，吸引了眾多科學(xué)家和行業(yè)專家駐足參觀。

突破性儀器引發(fā)院士高度評(píng)價(jià)

展會(huì)首日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院原院長、俄羅斯科學(xué)院院士翟虎渠教授，中國工程院院士許為鋼等多位種業(yè)科學(xué)家專程前往中天智感展臺(tái)，詳細(xì)了解這款儀器的核心技術(shù)和應(yīng)用前景。

“環(huán)境與植物互作分析儀”的發(fā)明者、吳沿友教授給翟虎渠院士和許為鋼院士一行詳細(xì)介紹了儀器的測量原理和強(qiáng)大功能。吳教授說，這個(gè)儀器之所以功能強(qiáng)大，是因?yàn)樗�能�?shí)時(shí)分析植物葉片里的電學(xué)元件在儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)換能量時(shí)的物質(zhì)和能量運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這樣就能客觀真實(shí)地反映出植物的生理狀態(tài)。

葉片是植物最重要的功能器官，是將太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的能量轉(zhuǎn)換器和有機(jī)物的生產(chǎn)者。隨著植物生長發(fā)育的時(shí)序不同，同一植株不同的葉片或者不同生長發(fā)育期的同一葉片生理功能也明顯不同。植物不同葉片以及葉片不同部位生理功能的分化決定了植物組織器官的結(jié)構(gòu)形成和功能的實(shí)現(xiàn)。不同葉片對(duì)于植株的生長發(fā)育有著不同的分工。例如，小麥的旗葉因細(xì)胞中葉綠體數(shù)目較多，葉綠體中基粒類囊體數(shù)量多，而對(duì)小麥籽粒的產(chǎn)量有著決定性的作用；旗葉組、莖葉組和近根葉組的葉片分別在籽粒的形成、莖稈的發(fā)育、根系的生長發(fā)揮著決定性的作用。又如，白及“馬鞍型”馴化苗的第五片葉片，具有異常強(qiáng)大的生產(chǎn)力，它的生產(chǎn)能力占總生產(chǎn)力可達(dá)98%，抗旱能力占39%，適應(yīng)性占46%。所以，按照時(shí)序快速量化不同植物不同葉片、同一植株（不同環(huán)境或同一環(huán)境）不同的葉片或者不同生長發(fā)育期的同一葉片的生理功能的差異，可獲得葉片生產(chǎn)力時(shí)空變化特征及規(guī)律，為作物育種和作物栽培的全生命周期精準(zhǔn)調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)，將為植物健康管理、種質(zhì)資源評(píng)價(jià)、植物育種、智慧農(nóng)業(yè)、智慧林業(yè)以及植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)等諸多領(lǐng)域提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
 

翟虎渠院士高度評(píng)價(jià)了環(huán)境與植物互作分析儀在數(shù)據(jù)化植物不同葉片、葉片不同部位細(xì)胞的時(shí)空特異性方面的優(yōu)勢，認(rèn)為儀器通過實(shí)時(shí)測量植物對(duì)環(huán)境因子變化的響應(yīng)，為揭示植物生命活動(dòng)的時(shí)空動(dòng)態(tài)規(guī)律提供了全新思路。他提到，從生命科學(xué)的“中心法則”到探索生命的時(shí)空動(dòng)態(tài)規(guī)律，科學(xué)家一直在努力突破，而這款儀器能夠?qū)崟r(shí)量化葉片功能的精細(xì)化時(shí)空差異，有望幫助植物科學(xué)家開創(chuàng)出新的認(rèn)知生命的宏觀路徑和方法論。

數(shù)字化賦能“源、庫、流”理論

中國工程院院士許為鋼特別強(qiáng)調(diào)了“環(huán)境與植物互作分析儀”在“源、庫、流”理論研究中的潛力。他指出，作物產(chǎn)量的形成離不開光合作用形成的“源”（葉片）、“庫”（儲(chǔ)存器官）和“流”（運(yùn)輸系統(tǒng)）三大因素的協(xié)同作用。而這款儀器通過數(shù)據(jù)化分析源庫關(guān)系，可為優(yōu)化作物光合效率、提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量提供理論支持。他鼓勵(lì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)加強(qiáng)與育種專家的合作，共同推進(jìn)數(shù)字化“源、庫、流”理論的深入研究。

目前學(xué)界對(duì)源庫理論的研究非常不足，一些基礎(chǔ)問題還沒有得到很好的解決。例如，源的能力是什么、怎么評(píng)估？庫的能力是什么、怎么評(píng)估？源庫之間的供求關(guān)系是怎樣的？流的動(dòng)力是什么？是源主動(dòng)輸送到庫，還是庫主動(dòng)向源提出需求？環(huán)境諸因子是如何影響源流庫能力的？環(huán)境因子是如何影響源庫轉(zhuǎn)換的？等等。

通過研究葉片細(xì)胞動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，葉片與根、莖和穗部分具有生產(chǎn)與被生產(chǎn)的功能分工關(guān)系，在這個(gè)意義上，可以認(rèn)為源是庫的原材料生產(chǎn)單位，庫是源的生產(chǎn)產(chǎn)品的使用者，源是生產(chǎn)者，庫是消費(fèi)者。庫源關(guān)系是一種需求供給關(guān)系。庫的能力及性狀形成主要成果是產(chǎn)量和品質(zhì)，因而是有嚴(yán)格時(shí)序目標(biāo)的。而決定庫的能力及性狀形成的時(shí)序目標(biāo)主要?jiǎng)恿κ亲匀画h(huán)境，因此，數(shù)據(jù)化環(huán)境諸因子與源庫關(guān)系及性狀形成之間的關(guān)系，可以為如何協(xié)調(diào)源-庫-流，提高農(nóng)作物產(chǎn)量提供理論依據(jù)。

多環(huán)境測試的重要性與未來方向

展會(huì)第二天，中國科學(xué)院院士謝華安教授也來到中天智感展臺(tái)，詳細(xì)聽取了儀器的技術(shù)匯報(bào)和應(yīng)用場景的介紹。他指出，當(dāng)前育種領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)之一在于新品種多環(huán)境測試的可靠性偏低，亟需精準(zhǔn)、高效的工具來彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的不足。“環(huán)境與植物互作分析儀”的誕生，正為解決這一難題提供了突破口。

謝華安院士提到，為實(shí)現(xiàn)作物育種在高產(chǎn)性、優(yōu)質(zhì)性、抗逆性及廣適性等方面的新突破，必須通過多學(xué)科交叉融合，推動(dòng)新技術(shù)與傳統(tǒng)方法的深度結(jié)合。他對(duì)儀器在環(huán)境與作物互作領(lǐng)域的創(chuàng)新性應(yīng)用寄予厚望，希望其能夠?yàn)閭鹘y(tǒng)育種與分子育種之間搭建起科學(xué)橋梁，助力種業(yè)科技邁上新臺(tái)階。
 

 
推動(dòng)種業(yè)科技變革

江蘇中天智感生命數(shù)據(jù)有限公司此次展出的“環(huán)境與植物互作分析儀”，能夠同步測量植物體內(nèi)生理、代謝和脅迫響應(yīng)等生命活動(dòng)和自然環(huán)境大數(shù)據(jù)，并自動(dòng)將海量的環(huán)境信息和生命大數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)耦合起來，很好地解決了傳統(tǒng)植物與環(huán)境互作研究中所存在的費(fèi)時(shí)耗力、信息稀疏和數(shù)據(jù)難耦合等問題，能夠幫助科學(xué)家和育種家精準(zhǔn)解析基因型-環(huán)境型的關(guān)聯(lián)，能夠準(zhǔn)確、及時(shí)、高效監(jiān)測并計(jì)算出作物對(duì)水分和養(yǎng)分的需求量，探索作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、可持續(xù)生產(chǎn)的調(diào)控措施的理論、方法和技術(shù)途徑，為作物栽培和育種邁向可感知、可定量、可計(jì)算、可調(diào)控和可預(yù)測的數(shù)字化階段奠定了基礎(chǔ)。