编译丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
陆地植物约有 45 万种，它们构成了陆地生命和人类文明的基础，也支撑着地球的健康，然而，陆地植物的基因组多样性在很大程度上仍未被探索。目前的资源缺乏标准化且稀缺，95% 的属、70% 的科和 51% 的目都缺乏参考基因组，这阻碍了对陆地植物进化和功能的理解。
2026 年 4 月 30 日，中国科学院院士、中国农业科学院院长黄三文领衔，在国际顶尖学术期刊Cell上发表了题为：PLANeT: Understanding and leveraging the genome of land plants for a sustainable future 的文章。
黄三文院士联合全球数十个机构的研究人员，发起了一项名为PLANeT（植物星球计划）的重大科学计划，旨在通过对陆地植物基因组的系统性测序与人工智能分析，全面描述陆地植物基因组多样性的全貌，并揭示决定这种多样性如何产生、维持或丧失的驱动因素，以推进基础植物生物学、生物多样性保护、作物改良和天然产物发现。该计划将动员约 100 个实验室，培训 1000 名科学家，以解决可持续未来的关键问题。
我们餐桌上的粮食、呼吸的氧气、治愈疾病的药物，乃至脚下这颗星球的生态平衡，都依赖于一群沉默的“绿色巨人”——陆地植物。它们拥有近 45 万种形态各异的生命，构成了人类文明的基石。然而，令人惊讶的是，我们对这些生命伙伴的“生命蓝图”——基因组——的了解却少得可怜。
目前，在这些陆地植物中，高达 95% 的属、70% 的科、51% 的目都还没有高质量的参考基因组。这就像我们拥有一座巨大的图书馆，但其中绝大多数书籍的目录和核心内容都是空白，严重阻碍了我们对植物进化、功能以及如何保护利用它们的深入理解。
为此，中国科学院院士黄三文领衔的一个由全球顶尖植物科学家组成的国际联盟，在国际顶级学术期刊Cell上正式发起了一项雄心勃勃的倡议——“PLANeT”（植物星球计划）。这不仅仅是一个科研项目，更是一场旨在为所有陆地植物绘制完整“基因地图”的科学远征，其终极目标是为地球的可持续未来寻找答案。
宏伟蓝图：填补生命之树的空白
PLANeT计划的核心目标非常明确：在未来十余年里，为陆地植物的“生命之树”填补上关键的基因组空白。该计划设定了清晰的里程碑：
3 年内：绘制完成超过 95% 的开花植物科和 95% 的非开花植物目的基因组图谱；
约12年内：获得超过 90% 的开花植物属和 90% 的非开花植物科的基因组。
这意味着，我们将首次拥有一个覆盖植物演化主要分支的、标准化、高质量的基因组数据库。这不仅能解决许多悬而未决的进化谜题（比如开花植物为何在短时间内爆发式出现），更能像用“望远镜”纵观亿万年演化史，用“显微镜”洞察基因功能细节一样，全方位理解植物的适应与创新。
AI 赋能：解码生命的“语言”
面对海量的基因组数据，传统分析方法力不从心。PLANeT计划将人工智能（AI）深度融入其基因。科学家们计划利用这些多样化的植物基因组数据，训练一个强大的“基因组语言”基础模型。
这个 AI 模型将像理解人类语言一样，去解读 DNA 序列中隐藏的“语法规则”，从而实现四大层级的突破：
1. 结构注释：精准标注基因的位置和结构。
2. 功能预测：推断基因的表达模式和相互作用。
3. 进化分析：检测自然选择留下的痕迹。
4. 模块发现：识别控制重要性状（例如合成天然产物）的基因网络，甚至优先发现需要保护的濒危物种。
AI 将成为我们从巨量数据中挖掘生命奥秘的“超级大脑”。
四大使命：从认知到行动
PLANeT计划远不止于基础研究，它肩负着四项关乎人类生存与发展的重大使命——
1. 探索生命本源，绘制完整演化图谱
通过构建更精确的植物生命之树，科学家可以追溯种子、花朵等关键性状的起源，探究不同植物之间基因组大小差异超过 2600 倍的背后原因，以及揭开食肉植物、寄生植物等特殊生存策略的遗传密码。
2. 守护生物多样性，打造数字“诺亚方舟”
基因组数据是评估物种生存状况和灭绝风险的“金标准”。PLANeT 将建立濒危乃至已灭绝植物的参考基因组库，如同一座数字化的“诺亚方舟”，为保护决策和生态恢复提供最根本的科学依据。
3. 赋能作物育种，应对粮食安全挑战
现代作物经过长期驯化，遗传多样性严重萎缩，抗逆能力下降。野生植物中蕴藏着丰富的抗病、抗旱、高产基因资源。PLANeT 计划通过比较野生近缘种和栽培作物的基因组，能像“导航仪”一样，精准定位那些在漫长进化中被严格保留下来的关键基因位点，指导我们培育出更加强健、高产的新品种，保障全球粮食安全。
4. 挖掘天然药库，启迪新药研发
植物是天然化合物的宝库，许多明星药物（例如青蒿素、紫杉醇）都源自植物。然而，绝大多数植物的药用潜力尚未被开发。完整的基因组将帮助我们系统性地发现植物中合成这些活性物质的“基因工厂”（生物合成基因簇），从而可持续地生产药物先导化合物，甚至设计出全新的药物。
64 种被子植物目的系统发育关系
对于代表性模型和作物物种的“知识岛”以及远缘分类群的基因组如何将这些岛屿连接起来的观点
异养植物（包括寄生植物、腐生植物、食肉植物）在被子植物系统发育中的分布
图示说明了系统发育基因组学（进化生物学的“望远镜”）和泛基因组（进化生物学的“显微镜”）如何结合使用，以识别基因组中受限制、适应性和有害的位点，作为分子育种的潜在目标。
在 PLANeT 中实施 AI，驱动方法的示意图
未来展望：手持“三录仪”的植物学家
最后，文章作者们描绘了一个令人神往的未来——二三十年后，当一位植物学家走进森林、沙漠、冰原或草原，他或许可以手持一个类似《星际迷航》中“三录仪”（Tricorder）的设备，瞬间读取任何感兴趣植物的基因组，再结合 AI 算法的实时解析，隐藏在每个物种中的奥秘将被即刻解锁。
注：三录仪是《星际迷航》中虚构的一种手持多功能扫描仪，能实时探测、记录和分析环境、物体或生命体的数据，它的标志性特点是 “非侵入式扫描” ，无需接触即可获取信息，是星际舰员探索未知的必备工具。
PLANeT计划不仅是一次对地球陆地植物基因组的全面普查，更是一场连接全球科学家、融合前沿技术与传统知识的国际合作。它关乎我们如何理解生命、保护家园、吃饱饭、治好病。这场为所有陆地植物办理“基因身份证”的科学远征，最终书写的，将是我们与自然和谐共生的可持续未来。
论文链接：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00113-3
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