近日，中國科學院院士、華南農業大學教授劉耀光和研究員祝欽瀧團隊聯合清華大學，開發了一個以擬南芥為基礎的植物功能基因組學專家問答系統PlantGPT，通過融合檢索增強生成技術和大語言模型微調方法，實現了對植物功能基因組學專業問題的精準回答與分析。相關成果在線發表于《先進科學》（Advanced Science），并被選為Editor′s Choice與Frontispiece（扉頁論文）高亮推薦。
AI驅動的植物功能基因組學研究。研究團隊供圖
面對全球糧食安全和作物品質提升的挑戰，功能基因組學研究在增加作物產量、改善營養品質、提高抗病蟲性和逆境適應性等方面發揮了關鍵作用。然而，現有的計算生物學手段在解析復雜生物系統調控機制及整合多組學數據方面仍存在瓶頸。同時，傳統植物數據庫如TAIR盡管包含豐富數據資源，但因交互方式局限，常常要求用戶掌握精確的性狀或基因命名才能有效檢索信息。
該研究通過結合檢索增強生成技術和大語言模型微調，建立了包含超過60,000篇植物研究文章摘要的向量數據庫，使用13,993個擬南芥表型和23,323個基因功能數據構建了101,000個問答對進行模型優化。相比傳統的計算生物學方法，PlantGPT能夠準確回答植物功能基因組學領域的專業問題，并成功克服了大語言模型在專業領域應用中的“幻覺”問題。
為此，研究人員開發出首個專門用于植物功能基因組學研究的大語言模型AI助手——PlantGPT，為植物科學研究領域提供了全新的人工智能輔助工具。該系統基于擬南芥專業知識和文獻構建，具備強大的生物知識泛化框架，能夠在三個關鍵層面發揮重要作用：為公眾提供農業知識普及，幫助早期研究者快速適應植物基因組學領域，以及支持資深研究人員進行戰略決策。
憑借其開源性、易遷移性和持續更新特性，PlantGPT不僅顯著提升了植物科學領域的研究效率和知識傳播效果，還為研究人員創建垂直領域專業Agent提供了有力支撐，標志著人工智能在植物功能基因組學研究中的重要突破。PlantGPT目前通過提供免費在線服務，未來計劃擴展至合成生物學及更多作物物種的應用。
上述研究得到國家自然科學基金項目、生物育種-國家科技重大專項、廣東省未來作物精準育種基礎研究卓越中心重大項目和廣東省種業振興項目的資助。
相關論文信息：http://doi.org/10.1002/advs.202503926
本文鏈接：首個植物功能基因組學智能問答系統PlantGPT問世http://m.sq15.cn/show-11-22094-0.html
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