自主科学发现系统—— “丰登·基因科学家”发布 填补我国生物育种领域技术空白

来源:海南省农业农村厅 作者:佚名 时间:2025-08-04

  

  南海网、新海南客户端7月30日消息(记者 利声富)记者从三亚崖州湾科技城高新区获悉,7月30日,崖州湾国家实验室精准设计与智造团队联合上海人工智能实验室、中国农业大学发布生物育种领域的首个自主科学发现系统——“丰登·基因科学家”(GeneScientist)。这一创新成果填补了我国在生物育种领域自主科学发现系统的技术空白。

  “丰登·基因科学家”的发布突破作物育种瓶颈,开创基因功能研究新范式,实现功能基因自主发掘,大幅提升科研效率。

  作物分子设计育种的核心是精准解析基因与性状的复杂关系,自2005年水稻全基因组测序完成以来,全球科研机构已投入大量资金用于其基因功能研究。但根据“丰登”大语言模型的系统分析,目前仍有约90%的水稻基因功能尚未明确,玉米、大豆等主要作物的未知功能基因比例更高。传统研究模式中存在的“基因–性状”知识整合难、关联预测能力弱以及实验设计高度依赖专家经验等瓶颈问题,导致基因功能研究周期长,严重制约现代育种技术发展进程,因此亟需借助人工智能等前沿技术推动研究范式的智能化转型。

  为此,联合研发团队基于“丰登”大语言模型,开创性地研发了能够自主科学发现的科研智能体“基因科学家”。该智能体通过两大核心技术突破实现研究范式革新,具备了智能知识整合、创新预测、自主实验设计等三项核心能力。首先,整合全球学术论文、专业著作和实验数据等多源信息,构建“基因—性状—环境”三维知识图谱;其次,建立全球首个作物基因功能研究推理链数据库,汇聚30万条“假设—实验—结论”标准格式的数据链条,形成可复用的“科研路径图谱”。

  为系统评估“基因科学家”智能体的核心能力,研究团队选取水稻、玉米数十个功能未知基因进行系统性测试。测试数据表明,该智能体在知识整合、功能推断与实验设计等环节表现突出,多项量化指标优于国际先进通用智能体与大语言模型。

  据介绍,“基因科学家”是在我国首个种业大模型“丰登”(SeedLLM)的基础上进一步深度研发的科学发现系统。该系统突破性地实现了分子生物学研究流程的智能化,可模拟分子生物学家自主开展作物基因功能研究,在基因挖掘、功能预测等方面展现出强大的科研能力。科研人员借助该系统,成功在主粮作物中发现并验证了数十个此前未被报道过的功能基因,相关研究成果已通过实验证实,为作物改良提供宝贵的基因资源。

  作为全球首个面向生物育种的自主科学发现系统,“丰登·基因科学家”开创性的高通量基因功能挖掘能力和智能化科研路径建构能力,不仅重构了作物分子设计育种的研究范式,更将为打赢种业翻身仗提供核心驱动力。随着该系统在水稻、玉米等主粮作物中的深入应用,可显著缩短新品种选育周期,提升育种精准性和效率。

  




原文链接:https://agri.hainan.gov.cn/hnsnyt/ywdt/zwdt/202507/t20250731_3905500.html
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