利用大语言模型解读六大作物2035研究及育种展望（Mol Plant综述）

近期，Molecular Plant杂志发表了玉米、小麦、大豆、棉花、大麦、苜蓿等六大作物的研究综述以及未来（2035）育种展望。

（公众号后台回复：作物2035，领取pdf文献。）

小编利用阿里云百炼平台的Qwen-Long（长下文模型，需要付费哦，测试的话100万token免费试下），基于上述pdf对六大作物（棉花、大麦、玉米、苜蓿、大豆和小麦）在2035年未来展望进行总结与比较。

生成结果如下：

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特征/作物

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棉花 (Cotton)

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大麦 (Barley)

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玉米 (Maize)

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苜蓿 (Medicago)

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大豆 (Soybean)

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小麦 (Wheat)

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| 主要研究机构 |

武汉大学、中国农业科学院等

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中国农业科学院、丹麦嘉士伯实验室等

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华中农业大学、中国农业大学等

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中国农业大学、山东大学等

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中国农业科学院、南京农业大学等

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中国农业大学、华中农业大学等

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| 研究现状 |

- 完成了多个棉花物种的基因组组装和重测序
- 揭示了关键农艺性状的遗传基础
- 在细胞分化、细胞壁生物合成方面取得进展

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- 积累了丰富的遗传资源和突变体资源
- 在细胞遗传学、生化和遗传学方面进行了创新研究
- 识别和验证了许多基因及其调控机制

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- 过去十年在基因组学和分子育种方面取得了显著进展
- 研究了高密度种植和环境适应性
- 识别了抗病和抗虫基因

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- 作为豆科植物模型，研究了根瘤共生固氮
- 对基因组、发育生物学和胁迫生物学进行了深入研究

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- 过去六十年产量增加了13倍
- 在功能基因组学和分子育种方面取得了显著进展
- 研究了油分和蛋白质含量的遗传基础

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- 最近二十年产量分别增长了32%和25%（亚洲和欧洲）
- 研究了复杂性状的解析和QTL定位

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| 研究重点 |

基因组学、细胞分化、细胞壁生物合成

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遗传资源、基因调控机制、杂交育种

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智能育种、种植密度优化、营养品质提升

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功能基因组学、分子育种

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功能基因组学、分子育种、环境适应性

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泛组学整合、生物技术应用

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| 目标 |

从基因组学到优化育种（G2B），提高农业性状

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提高杂交育种效率，增强环境适应性

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提高产量和抗逆性，优化种植策略

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提高牧草产量和质量

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提高产量、抗逆性和可持续性

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提高产量、品质和抗病性

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| 关键技术 |

单细胞测序、高分辨率时空组学

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杂交育种技术、基因编辑

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AI、分子设计、精准预测

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功能基因组学、分子标记辅助选择

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数据驱动育种、基因编辑

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泛组学、CRISPR-Cas9

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| 预期成果 |

解码棉花基因组的功能元素和调控网络

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建立杂交优势群体，提高产量和抗性

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发展高密度耐受品种，提高产量

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改善苜蓿的抗逆性和产量

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开发高产、抗逆、优质品种

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提高产量和品质，确保粮食安全

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| 面临的挑战 |

理解时空调控机制，整合多组学数据

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提高杂交育种的商业可行性

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应对气候变化，提高资源利用效率

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扩大遗传多样性，提高抗逆性

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提高抗旱性和环境适应性

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应对气候变化，提高资源利用效率

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| 社会经济影响 |

提升棉花产业竞争力，促进农业可持续发展

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支持畜牧业和酿造业的发展

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提高全球粮食安全，支持农业经济发展

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提高牧草产量，支持畜牧业发展

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提高全球粮食安全，支持农业经济发展

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提高全球粮食安全，支持农业经济发展

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| 研究展望 |

- 提倡建立“棉花ENCODE”项目，系统解码功能元件和调控网络
- 利用单细胞测序和高分辨率时空组学揭示调控机制
- 推动棉花基因组信息存储和表达的时空调控研究

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- 整合创新技术，进一步提高杂交育种效率
- 加强对发育和适应性相关性状的遗传解析
- 强调基因调控网络和复杂性状形成动力学的研究

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- 发展智能育种技术，优化高密度种植策略
- 提高抗病虫害能力，特别是针对气候变化的新挑战
- 强调环境适应性和资源利用效率的提升

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- 深入研究根瘤共生固氮机制，提高苜蓿的生态效益
- 开发更多抗逆性品种，扩大苜蓿的种植范围
- 利用基因组编辑技术加速育种进程

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- 继续探索功能基因组学，开发更多抗逆性品种
- 提高大豆的营养价值，如增加蛋白质和微量营养素含量
- 强调多组学数据整合，推动精准育种

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- 整合泛组学和先进生物技术，优化小麦设计
- 提高光合作用效率，优化整个光合作用过程<br- 强调同步提高小麦产量和品质，满足全球食品需求

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总结：

• 棉花

  ：当前研究集中在基因组学和细胞生物学，未来将通过“棉花ENCODE”项目系统解码功能元件和调控网络，利用先进技术揭示调控机制，推动棉花基因组信息存储和表达的时空调控研究。

• 大麦

  ：已积累了丰富的遗传资源和突变体资源，未来将整合创新技术提高杂交育种效率，加强对发育和适应性相关性状的遗传解析，强调基因调控网络和复杂性状形成动力学的研究。

• 玉米

  ：过去十年在基因组学和分子育种方面取得了显著进展，未来将发展智能育种技术，优化高密度种植策略，提高抗病虫害能力，特别是针对气候变化的新挑战，强调环境适应性和资源利用效率的提升。

• 苜蓿

  ：作为豆科植物模型，研究了根瘤共生固氮，未来将深入研究这一机制，提高苜蓿的生态效益，开发更多抗逆性品种，扩大苜蓿的种植范围，利用基因组编辑技术加速育种进程。

• 大豆

  ：过去六十年产量显著增加，未来将继续探索功能基因组学，开发更多抗逆性品种，提高大豆的营养价值，如增加蛋白质和微量营养素含量，强调多组学数据整合，推动精准育种。

• 小麦

  ：过去二十年产量显著增长，未来将整合泛组学和先进生物技术，优化小麦设计，提高光合作用效率，优化整个光合作用过程，强调同步提高小麦产量和品质，满足全球食品需求。

这些作物的研究不仅有助于提高各自的产量和品质，还为全球粮食安全和农业可持续发展提供了重要支持。

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官方解读：

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