Roboter „Jill“ revolutioniert die Züchtung: Gen-gezielte Blütenform und KI-Steuerung ermöglichen automatisierte Hybridzüchtung

中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员许操领衔的智能育种攻关团队，于8月11日在《细胞》（Cell）发表重要研究成果，首次实现作物花型与智能机器人协同设计的“双向奔赴”。该研究融合生物技术（BT）与人工智能（AI），提出全新智能育种范式——“BT筑基+AI赋能+机器人劳作”（BAR模式），成功攻克杂交育种中长期依赖人工授粉的瓶颈。研究团队通过基因编辑技术靶向番茄花器官发育关键基因GLO2，精准调控雄蕊发育，使原本闭合的花型实现雄蕊开裂与花粉败育，柱头自然外露，创制出无需人工去雄的结构型雄性不育系，彻底解决番茄等闭合花作物杂交制种依赖人力的问题。该技术不依赖特定遗传背景，具备广泛适用性，且不影响果实产量与种子质量。 在此基础上，许操团队联合中科院自动化研究所副研究员杨明浩团队，研发出世界首台可自动巡航、精准执行杂交授粉任务的智能育种机器人“吉儿”（GEAIR）。该机器人基于深度学习算法，实现柱头识别准确率达85.1%，单朵花授粉仅耗时15秒，单次巡航授粉成功率高达77.6%±9.4%，并支持全天候连续作业，确保授粉成功率与坐果率。机器人核心零部件国产化率超95%，具备高性价比与强可推广性。 研究进一步将“吉儿”系统与团队2018年建立的“从头驯化”与“快速育种”技术整合，构建智能育种工厂，将近缘野生种的育种周期从5年压缩至1年，大幅降低人工成本，释放野生种在抗逆性、风味品质等方面的遗传潜力，实现优质、高产、口感番茄新种质的高效培育。该技术在大豆中也取得突破，首次实现结构型雄性不育系的快速创制，使人工授粉时间减少76.2%，为破解大豆杂种优势难以利用的难题提供关键技术支撑。 业内专家评价，该研究标志着农业育种进入“AI+机器人”驱动的新阶段，是“AI for Science”在生命科学领域的重要实践。它不仅推动了生物育种范式变革，更催生了新质生产力，为保障国家粮食安全与种业自主可控提供核心技术支撑。该成果获农业农村部重大项目、中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金及北京市创新团队项目等多方支持，具有重大应用前景与产业转化潜力。