我国成功研制出世界首台智能育种机器人“吉儿”

百科大全 2025年08月30日 17:30 1 admin

杂交育种和制种的高成本和低效率，是制约农业发展的瓶颈。为解决这些问题，中科院遗传与发育生物学研究所许操研究员领衔的智能育种攻关团队经过多年研究，将生物技术与智能机器人技术融合，打破杂交育种和这种瓶颈，有望大幅降低育种成本，缩短育种周期。该创新研究成果8月11日在国际学术期刊《细胞》上发表，引起全球科学界的广泛关注。

杂交优势利用为提高作物单产保障粮食安全做出重大贡献。2024年全球杂交种子市场规模达3830亿元，预计到2029年将达到5904亿元；2024年全球番茄杂交种市值为85.4亿元，预计到2030年将达到150.5亿元。但杂交育种和制种的高成本和低效率成为制约杂交优势利用的重要瓶颈。

▲番茄和大豆柱头外露型雄性不育系创制与智能机器人育种

据该团队负责人许操研究员介绍：大豆、番茄等的传统杂交育种，第一步就是要用镊子小心翼翼的将花蕊中的雄蕊剥离，俗称的去雄。露出雌蕊后，就可以用带有优良性状和基因的花粉，送到柱头上面，完成杂交授粉。“这种操作过程完全依赖人工，不仅费时费力，而且成功率也很低。”许操研究员说。

据了解，目前全球大多采用这种传统杂交方式进行育种。居高不下的人力成本，制约农业种业高质量发展。以番茄为例，绝大部分商业种均为杂交种，但因柱头内缩的闭合花型，全球番茄杂交育种和制种至今仍完全依赖人工进行杂交授粉，这项工作的人力成本已占番茄总育种成本的25%以上，仅人工去雄一项就占番茄杂交授粉成本的40%。

为此，该科研团队经过多年艰苦研究，成功将生物技术与智能机器人技术深度融合，最终实现了通过基因编辑的方式，让雄蕊能够在最初生长阶段就露出雌蕊中的柱头，极大地方便了后续授粉操作。

▲作物花型重塑与AI机器人协同设计实现智能自动化杂交育种

在此基础上，研究团队还成功研制出世界首台可自动巡航杂交授粉的智能育种机器人“吉儿”。机器人“吉儿”借助图像识别、深度学习以及人工智能技术，能够自动寻找经过改良的花朵，精准完成授粉作业。从而大幅提高育种效率，降低育种成本，缩短育种周期铺平的道路。该研究开辟了“BT筑基+AI赋能+机器人劳作”的智能育种模式，标志着我国率先完成智能机器人育种闭环技术体系构建，在生物育种范式革新和催生新质生产力方面展现了“AI for Science”的重大应用前景。

许操表示，该成果的应用效果十分显著。在番茄杂交育种过程中，最新的育种系统可节省25%以上的人力成本，育种周期从原来的5年大幅缩短为一年。对于大豆杂交育种而言，亩产有望提高30%以上。这不仅能有效降低育种成本、缩短育种周期，更有望改变我国大豆长期依赖进口的局面，增强我国农业在国际市场上的竞争力。