中科院遗传发育所许操研究员应邀来绿色农药全国重点实验室作学术报告

2026年6月5日上午，中国科学院遗传与发育生物学研究所许操研究员应邀前来作了题为“气候韧性作物设计与机器人育种”的学术讲座。报告聚焦高产稳产育种中的瓶颈问题，深入剖析了作物在环境挑战下如何平衡生长与防御，并介绍了团队在智能育种领域的系列原创性突破。

聚焦高产稳产，破解作物育种瓶颈

        许操研究员在报告中指出，当前我国农业发展面临极端天气频发与传统种植模式粗放的双重压力。数据表明，全球范围内由极端天气导致的粮食损失约占产量的8%—11%，而在我国，这一损失折合粮食至少每年1000亿斤，与国家设定的2030年新增产能目标相当。因此，实现“顺境高产、逆境稳产”已成为保障粮食安全的核心需求。

        针对这一科学难题，许操团队系统介绍了在作物发育编程与环境适应性重编程方面的研究进展：

一、解析作物环境响应机制，实现“精准育种”与“韧性设计”

        团队通过深入研究番茄等作物，发现植物在面对高温、低温等环境压力时，会启动特定的防御与发育重编程机制。针对花期低温导致的大幅减产，团队解析了作物在低温下响应的小肽及其信号通路，通过“扫地僧”式基因（平时不显山露水，关键时刻发挥作用），实现了作物在逆境下的稳产，并有望将种植区域向高纬度地区推进。此外，团队提出了“环境智能高产稳产”的设计策略，通过在关键基因中引入温度感应元件，使作物能够根据环境变化自动调控能量分配，从而在减少额外投入的情况下显著提升产量并降低灾害损失。

二、开辟“从头驯化”新路径，快速精准培育新品种

        面对作物遗传多样性降低的难题，团队创新性地提出了基于野生近缘种的“从头驯化”育种理念。通过基因编辑技术，将高产性状精准导入天生具备抗逆性的野生品种中，既保存了优良抗性，又实现了产量的跨越式提升。该技术被认为有望引发新一轮农业育种革命，显著缩短育种周期。

三、建立“生物技术+人工智能+机器人”智能育种范式

      针对杂交育种中人工授粉劳动强度大、成本高的卡点，团队实现了“总机协同”的重大突破。通过基因编辑技术调控花型基因，创制了“柱头外露型”雄性不育系，不仅打破了作物自身构造对机械化操作的限制，还大幅降低了育种机器人的研发难度与成本。基于此，团队成功研发出智能育种机器人“吉尔”，实现了从花朵识别到精准授粉的全流程自动化，推动了育种工作的工业化与智能化。

在自由交流环节，与会师生围绕蛋白质相分离现象、作物抗逆基因的特异性调控、以及农业机器人与作物形态适配等前沿问题与许操研究员进行了深入探讨。许操研究员强调，科研工作应始终“两脚沾泥”，紧贴生产实际中的痛点与农民的诉求，通过底层科学问题的突破，服务国家重大战略需求。

      本次报告会学术氛围浓厚，不仅展示了作物发育生物学与智能育种的交叉融合前景，也为与会师生提供了宝贵的创新思维启迪，对推动相关领域的学术交流与产业应用具有重要意义。

  报告人简介： 许操，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、博士生导师，种子创新全国重点实验室常务副主任。2022年获国家杰出青年科学基金资助，并获得中国青年科技奖。主要聚焦作物发育编程与环境适应机制及智能育种研究。近5年成果发表于Cell、Nature、Nature Biotechnology、Nature Genetics等国际顶尖期刊。在作物从头驯化、环境智能设计育种、机器人育种等领域取得系列引领型突破，创制了世界首台智能机器人育种家“吉儿”，在突破作物单产提升瓶颈及智能定制育种方面展现出重大应用前景。