Adv Sci：华中农大联合崖州湾国家实验室发布植物基因组模型PlantGFM，首次实现AI设计植物基因全链条表达验证

本文介绍了华中农业大学与崖州湾国家实验室联合开发的新型植物基因组基础模型PlantGFM。研究背景在于传统育种技术受限于天然基因序列变异范围，无法从头设计具有定制功能的基因。研究目的是构建能够理解并创造植物基因的AI模型，首次在植物体系实现从DNA到蛋白质的全链条实验验证。研究团队采用Hyena长序列算子，对12种植物共108亿碱基数据进行自监督学习，使模型具备长达64kb基因组序列的上下文建模能力。PlantGFM不仅能准确预测基因结构和多个调控元件，还成功生成了3000条全新候选基因序列。经AI-HK策略筛选后的7条序列在烟草细胞实验中均被转录，其中2条实现了稳定蛋白表达。此外，模型在功能导向型基因设计中展现了学习特定功能基因家族结构"语法"的潜力，可生成具有潜在抗病功能的NLR基因。该研究标志着AI在植物基因组研究中从“解析生命”迈向“设计生命”的重要一步，为未来智能育种提供了新技术路径。