中天智感"植物互作分析仪"获种业大会科学家高度关注

中天智感"环境与植物互作分析仪"获种业大会科学家高度关注

2025年1月10日，第四届三亚国际种业科学家大会暨2025国际种业科技博览会在三亚圆满闭幕。此次大会汇聚了全球30余位院士及近百名高层次专家学者，其中国际嘉宾占比超过30%。为期多天的会议共举办了170余场主题报告，吸引了近2000名参会代表，充分彰显了其作为全球种业发展“风向标”的重要地位。
 

 
在同期举办的2025国际种业科技博览会上，江苏中天智感生命数据有限公司展出的全球首台“环境与植物互作分析仪”成为焦点之一，吸引了众多科学家和行业专家驻足参观。

突破性仪器引发院士高度评价

展会首日，中国农业科学院原院长、俄罗斯科学院院士翟虎渠教授，中国工程院院士许为钢等多位种业科学家专程前往中天智感展台，详细了解这款仪器的核心技术和应用前景。

“环境与植物互作分析仪”的发明者、吴沿友教授给翟虎渠院士和许为钢院士一行详细介绍了仪器的测量原理和强大功能。吴教授说，这个仪器之所以功能强大，是因为它能实时分析植物叶片里的电学元件在储存和转换能量时的物质和能量运动规律，这样就能客观真实地反映出植物的生理状态。

叶片是植物最重要的功能器官，是将太阳能转变成化学能的能量转换器和有机物的生产者。随着植物生长发育的时序不同，同一植株不同的叶片或者不同生长发育期的同一叶片生理功能也明显不同。植物不同叶片以及叶片不同部位生理功能的分化决定了植物组织器官的结构形成和功能的实现。不同叶片对于植株的生长发育有着不同的分工。例如，小麦的旗叶因细胞中叶绿体数目较多，叶绿体中基粒类囊体数量多，而对小麦籽粒的产量有着决定性的作用；旗叶组、茎叶组和近根叶组的叶片分别在籽粒的形成、茎秆的发育、根系的生长发挥着决定性的作用。又如，白及“马鞍型”驯化苗的第五片叶片，具有异常强大的生产力，它的生产能力占总生产力可达98%，抗旱能力占39%，适应性占46%。所以，按照时序快速量化不同植物不同叶片、同一植株（不同环境或同一环境）不同的叶片或者不同生长发育期的同一叶片的生理功能的差异，可获得叶片生产力时空变化特征及规律，为作物育种和作物栽培的全生命周期精准调控提供科学依据，将为植物健康管理、种质资源评价、植物育种、智慧农业、智慧林业以及植物生态修复技术等诸多领域提供基础数据。
 

翟虎渠院士高度评价了环境与植物互作分析仪在数据化植物不同叶片、叶片不同部位细胞的时空特异性方面的优势，认为仪器通过实时测量植物对环境因子变化的响应，为揭示植物生命活动的时空动态规律提供了全新思路。他提到，从生命科学的“中心法则”到探索生命的时空动态规律，科学家一直在努力突破，而这款仪器能够实时量化叶片功能的精细化时空差异，有望帮助植物科学家开创出新的认知生命的宏观路径和方法论。

数字化赋能“源、库、流”理论

中国工程院院士许为钢特别强调了“环境与植物互作分析仪”在“源、库、流”理论研究中的潜力。他指出，作物产量的形成离不开光合作用形成的“源”（叶片）、“库”（储存器官）和“流”（运输系统）三大因素的协同作用。而这款仪器通过数据化分析源库关系，可为优化作物光合效率、提高经济产量提供理论支持。他鼓励研发团队加强与育种专家的合作，共同推进数字化“源、库、流”理论的深入研究。

目前学界对源库理论的研究非常不足，一些基础问题还没有得到很好的解决。例如，源的能力是什么、怎么评估？库的能力是什么、怎么评估？源库之间的供求关系是怎样的？流的动力是什么？是源主动输送到库，还是库主动向源提出需求？环境诸因子是如何影响源流库能力的？环境因子是如何影响源库转换的？等等。

通过研究叶片细胞动力学数据发现，叶片与根、茎和穗部分具有生产与被生产的功能分工关系，在这个意义上，可以认为源是库的原材料生产单位，库是源的生产产品的使用者，源是生产者，库是消费者。库源关系是一种需求供给关系。库的能力及性状形成主要成果是产量和品质，因而是有严格时序目标的。而决定库的能力及性状形成的时序目标主要动力是自然环境，因此，数据化环境诸因子与源库关系及性状形成之间的关系，可以为如何协调源-库-流，提高农作物产量提供理论依据。

多环境测试的重要性与未来方向

展会第二天，中国科学院院士谢华安教授也来到中天智感展台，详细听取了仪器的技术汇报和应用场景的介绍。他指出，当前育种领域面临的挑战之一在于新品种多环境测试的可靠性偏低，亟需精准、高效的工具来弥补传统方法的不足。“环境与植物互作分析仪”的诞生，正为解决这一难题提供了突破口。

谢华安院士提到，为实现作物育种在高产性、优质性、抗逆性及广适性等方面的新突破，必须通过多学科交叉融合，推动新技术与传统方法的深度结合。他对仪器在环境与作物互作领域的创新性应用寄予厚望，希望其能够为传统育种与分子育种之间搭建起科学桥梁，助力种业科技迈上新台阶。
 

 
推动种业科技变革

江苏中天智感生命数据有限公司此次展出的“环境与植物互作分析仪”，能够同步测量植物体内生理、代谢和胁迫响应等生命活动和自然环境大数据，并自动将海量的环境信息和生命大数据一一对应耦合起来，很好地解决了传统植物与环境互作研究中所存在的费时耗力、信息稀疏和数据难耦合等问题，能够帮助科学家和育种家精准解析基因型-环境型的关联，能够准确、及时、高效监测并计算出作物对水分和养分的需求量，探索作物高产、优质、高效、可持续生产的调控措施的理论、方法和技术途径，为作物栽培和育种迈向可感知、可定量、可计算、可调控和可预测的数字化阶段奠定了基础。