血战钢锯岭

改写历史：科学家公布首个具同形孢子蕨类植物的全长基因组_我的网站

A |     “每一个基因组都讲述了一个不同的故事，”共同作者、佛罗里达自然历史博物馆的杰出教授Doug Soltis说。    　　讯 8月20日，交通运输部举行专题新闻发布会，介绍“人工智能+交通运输”典型应用场景创新行动有关情况。

B | 　　交通运输部科技司司长徐文强在会上表示，交通是国民经济的大动脉，也是人工智能落地的超级实景试验场和规模化应用主阵地。近年来，交通运输部加快推进人工智能与交通运输深度融合，聚焦基础设施、运载工具与装备、运输服务、行业治理4大方向，梳理形成覆盖铁、公、水、航、邮全领域860项率先突破场景；成功举办了首届综合交通运输大模型智能体创新应用大赛，涌现出100多项典型智能体成果；组建交通运输大模型创新与产业联盟，汇聚55家行业龙头企业、人工智能企业、高校院所协同攻关，加快构建“1+N+X”综合交通运输大模型体系，为行业提供“会说交通话、善做交通事”的数智基座。“蕨类植物是所有种子植物最接近的活体近亲，它们对食草动物产生化学威慑，可能对农业研究有用。然而直到现在，它们仍然是绿色生命中最后一个没有基因组序列的主要品系。　　徐文强介绍，去年9月，交通运输部联合6部门，出台了《关于“人工智能+交通运输”的实施意见》，全面绘制了“人工智能+交通运输”的方向标和路线图。今年6月，交通运输部又会同国家铁路局、中国民航局、国家邮政局和国家铁路集团，印发了《“人工智能+交通运输”典型应用场景创新行动方案》，全面启动了典型应用场景创新行动，打通政策落地“最后一公里”，推动人工智能技术更加有力驱动加快建设交通强国。

C | ”最近，两个不同的研究小组独立发表了桫椤（Alsophila spinulosa）和模式蕨类水蕨（Ceratopteris richardii）的基因组。Ceratopteris的基因组分析为回答为什么蕨类植物平均储存的DNA比其他植物多这一长期的难题提供了提示。　　此次创新行动，核心目标有3个：一是，让宏观政策落地生根，破解“政策空转、抓手缺失”的难题；二是，打通技术与行业供需壁垒，在主动向人工智能企业开放交通真实高价值场景的同时，引导交通行业主动拥抱新技术，消除“技术方不懂业务、业务方不懂算法”的鸿沟；三是，依托人工智能技术补齐行业短板，推动成熟技术规模推广、集成技术示范融合、核心场景集中攻关，培育自主可控的交通人工智能产业生态。与其他物种的基因组比较发现，蕨类植物从细菌那里“偷取”了它们的一些抗草食性毒素的基因。自20世纪60年代以来，人们对蕨类植物含有如此多的DNA最青睐的解释是全基因组的猖獗复制，即意外地将一组额外的染色体传给一个生物体的后代。这有时是有益的，因为所有额外的基因可以作为新性状进化的原材料。

D | 事实上，全基因组复制被认为与几乎所有农作物的起源有关。　　本次创新行动，坚持“技术突破-场景验证-产业发展-体系升级”实施路径，设置了应用推广、创新示范、攻关突破3类场景，紧盯人工智能技术和具身智能等前沿技术发展态势，分批次推出典型应用场景建设指引。交通运输部提出了如下蓝图愿景：到2030年，开放一批高价值应用场景，形成一批高水平算法模型，涌现一批“人工智能+交通运输”新基础设施、新技术装备、新服务模式、新产业形态，使人工智能更加有力支撑交通运输高质量发展和高水平安全，更好引领发展交通运输新质生产力。

E | 全基因组复制在植物甚至一些动物中都很常见，但大多数生物往往会随着时间的推移抛弃多余的基因包袱，瘦身为更小的基因组，在代谢上更容易维持。斯坦福大学的博士后学者、前佛罗里达博物馆的研究生Blaine Marchant说：“在过去的半个世纪里，这一直是一个主要的讨论点，并导致了各种矛盾的结果。

F | 　　徐文强表示，目前，已围绕智能驾驶、智慧公路、智能铁路、智慧民航、智能邮政、智能多式联运等10大方向，发布了第一批41个重点典型场景建设指引，正式启动了首批典型应用场景项目创建工作。在此也强调，这次创新行动始终是开放式、普惠制原则，不设名额限制，不搞评比，只要项目符合“技术先进成熟、应用场景真实、具有行业推广价值”的标准，都积极将其纳入“人工智能+交通运输”创新成果库。对于入库的项目，将通过政策指导、标准服务、成果推广等多种方式给予支持，广泛激发全行业的创新积极性，共同将“人工智能+交通运输”做深做实。　　数据是人工智能的“燃料”。

G | 交通运输部将会同国家数据局，同步实施交通运输行业高质量数据集建设“百数争先”创新行动，广泛动员行业内外创新主体，统筹公共与非公共两类数据资源，贯穿供数、治数、用数全流程环节，完善制度、技术、标准、应用四大支撑体系，争取用3-5年时间，形成一张规模可观、模态丰富的高质量数据资源地图，构建供给有力、流通高效、安全可靠的行业数据资源体系，以高质量数据有力支撑典型应用场景创新行动。　　安全是人工智能的“底盘”。试图弄清这一悖论背后的进化过程是令人难以置信的重要。交通运输部同步前瞻开展了行业人工智能应用安全体系研究，出台《“人工智能+交通运输”应用安全指引》，坚持“包容审慎、风险导向、敏捷治理、技管结合、协同应对、防范失控”六大安全治理原则，形成覆盖人工智能应用全生命周期、全业务领域的安全治理框架，为本次典型应用场景创新行动筑牢安全底线。版权申明：凡注有“”或电头为“”的稿件，均为独家版权所有，未经许可不得转载或镜像；授权转载必须注明来源为“”，并保留“”的电头。    。

H | ”有了第一个完全组装的同胞蕨类基因组，科学家们终于准备好解决这个问题，但要做到这一点并不容易。对Ceratopteris庞大而复杂的基因组进行测序花费了八年多的时间，来自世界各地28个机构的数十名研究人员共同努力，其中包括美国能源部联合基因组研究所。

I | 最后的结果是7.46 gigabases的DNA，是人类基因组的两倍多。如果Ceratopteris通过反复的基因组复制事件增加了DNA，研究人员预计其39对染色体中的大部分将是相同的。但他们发现的是一个混合的重复序列和数以百万计的被称为跳跃基因的短片段，它们占了蕨类植物DNA的85%。与其说是多个基因组副本，不如说Ceratopteris主要包含了数百万年来积累的基因碎片。“功能基因被大量的重复性DNA分开。虽然我们还不确定Ceratopteris和其他蕨类植物的基因组是如何变得如此之大的，但很明显，关于基因组重复发作的普遍观点并没有得到支持，”共同作者、佛罗里达博物馆馆长和杰出教授Pam Soltis说。作者指出，现在做出任何确定的结论还为时过早，特别是由于这是在这个群体中进行的第一个范围的分析。

J | 与其他蕨类植物基因组的交叉比较将有助于更清楚地描绘出这些植物的进化过程。Marchant说，尽管如此，这些结果表明，与几乎所有其他植物相比，具同形孢子蕨类植物管理其遗传内容的方式有明显的区别。“我们似乎发现，像开花植物这样的东西，它们的基因组平均比蕨类植物小得多，只是更擅长摆脱垃圾DNA。它们更善于丢掉多余的染色体，甚至在小规模复制后缩小规模。

K | ”仔细观察Ceratopteris内部的数十亿个DNA碱基对，发现有多个防御基因为一种特别险恶的成孔毒素编码。这些毒素与细胞结合，在那里它们被激活并形成小的空心环，冲进细胞膜。水通过产生的孔洞涌入细胞，导致细胞破裂。Marchant解释说，科学家们对形成孔洞的毒素进行了深入研究，因为它们可能用于纳米孔技术。然而，最常见的是，它们在细菌中被发现。Marchant说："这是蕨类植物DNA中这些细菌毒素相关基因的第一个具体证据，"他指出，这种相似性并不是一个巧合。

L | 蕨类植物似乎没有自己进化出这种毒素，而是通过一种叫做水平基因转移的过程直接从细菌那里获得了这种毒素。鉴于该基因有多个副本分布在三个独立的染色体上，这很可能发生了不止一次。他说：“令人着迷的是，这些基因的许多拷贝出现在植物的不同部位。一些在茎和根中高度表达，而其他拷贝只在叶子中表达，还有一些一般在所有组织中表达。

M | 我们目前不能确定这些基因的确切功能，但它们与细菌中的毒素形成基因的相似性肯定表明这些基因与防御有关。”这不会是蕨类植物第一次将外来DNA纳入其基因组。2014年的一项研究表明，蕨类植物可能是通过借用远缘植物的基因而进化出它们在阴暗环境中生长的特征能力。然而，相隔数百万年的进化的生物体究竟如何能够交换全功能的基因，仍然不清楚。Doug Soltis解释说：“水平基因转移背后的机制仍然是陆地植物进化中调查最少的领域之一。在进化的时间尺度上，这有点像中彩票。任何时候植物受伤，其内部都容易受到微生物的入侵，但它们的DNA被纳入基因组似乎很神奇。”作者说，这只是一系列研究中的第一步，其实际应用范围从开发新型生物杀虫剂到创新的新保护战略等。

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Published on:04:10:59