全球植物基因测序计划实施始于1996年，由美国国家科学基金会(NSF)发起并总协调，美国国家能源部和农业部共同支持。全球主要的植物基因中心与美国NSF达成广泛的国际合作意向，欧盟、法国和日本也参与资助相关的项目。为了便于计划开展，研究人员应用和研制了一系列工具和方法即基因脱氧核糖核酸序列测试仪、植物变种的集合、基于最新技术的生物信息工具、基因图谱等。借助这些工具、技术和方法，科学家完成了植物基因的获取、完成了基因测序、获得了许多基因的功能。其主要工作包括疾病防治、了解图像敏感性、生产健康的食用油、生产可降解塑料、生产更便宜的水果和蔬菜、促进防腐、理解植物开花过程等。以下是该计划的最新进展。

利用 CRISPR 技术增加玉米粒数

2021年3月22日，冷泉港实验室植物生物学家大卫·杰克逊（David Jackson）及其同事与马萨诸塞大学阿默斯特分校生物学家玛德琳·巴特利特（Madelaine Bartlett）在美国国家科学基金会（NSF）资助的一个项目中合作，使用群聚且有规律间隔的短回文重复序列（CRISPR）这种高度特定的技术来增加每个玉米棒的谷粒数量。结果发表在Nature Plants上。

科学家通过改变基因调控来改变植物的性状

在美国国家科学基金会（NSF）资助的研究中，科学家们剖析了不同植物在不同发育时期的发育基因 WOX9 的活性。通过基因组编辑，他们发现在不改变基因产生的蛋白质的情况下，他们可以通过改变基因的调控来改变植物的性状。冷泉港实验室的科学家扎克·里普曼（Zach Lippman）和阿纳特·亨德曼（Anat Hendelman）与以色列希伯来大学的伊丹·埃弗罗尼（Idan Efroni）合作，揭示了隐藏的基因功能。研究结果发表在 Cell 杂志上。

科学家报告了植物中 CRISPR-Cas12a 的 6 个新变体

2021年4月8日，马里兰大学植物科学家齐一平（Yiping Qi）教授及其同事在Nature Communications 上发表的这项由美国国家科学基金会（NSF）资助的研究的结果贡献了六种以前从未在植物中得到证实的 CRISPR-Cas12a 新变体，首先在全球主要作物水稻中进行了测试。齐教授的研究专注于创新的植物基因组编辑和工程技术，目标是提高粮食生产效率。

科学家正在扩大植物的基因组编辑和工程

突变玉米系的种子和叶子中的糖含量升高或将提高其产量

宾夕法尼亚州立大学研究人员研究发现了负责创建突变玉米系的玉米 ufo1 基因，科学家们现在正在评估该基因的影响，以及它培育能够在变暖的世界中更好地生长的新玉米品系的潜力。该研究发现突变玉米系的种子和叶子中的糖含量升高。2021年5月20日，美国国家科学基金会(NSF)资助的研究人员在 Plant Physiology杂志上发表了他们的发现。

新研究开辟了培育抗旱作物的途径

在过去十年中，加州大学的研究人员试图创建植物最先检测到干旱和其他环境威胁的根系的分子图谱，在这过程中，研究人员发现了可以用来保护植物免受这些压力的基因。他们的研究由美国国家科学基金会（NSF）资助，2021年6月8日，其工作成果发表在Cell杂志上，通过结合来自室内和室外种植的番茄根的不同细胞的遗传数据，实现了对根功能的深度理解。

荧光标记的玉米用于检测突变体中的蛋白质积累

古代植物化石的发现为开花植物的起源提供了线索

2021年6月17日，根据美国国家科学基金会资助的发表在《自然》杂志上的研究结果，在新发现的早白垩世硅化泥炭中保存的带有种子结构的化石为开花植物的起源提供了线索。

中国内蒙古出土的古植物化石

机器学习在检测食物中纳米粒子的应用

在发表在《环境科学与技术》杂志上的一项研究中，德克萨斯 A&M 大学的研究人员使用机器学习来评估金属纳米粒子的特性，研究人员表示，他们的算法可以表明植物在根和芽中积累了多少纳米颗粒。2021年6月30日，美国国家科学基金会资助的研究人员选择了两种不同的机器学习算法：人工神经网络和基因表达编程。他们首先在一个库包含纳米颗粒的大小、形状和其他特征，以及有多少这些颗粒从土壤或富含营养的水中被吸收到植物体内的信息的数据库上训练这些算法。

机器学习算法可以预测大多数植物物种中纳米粒子的存在

单基因提高作物的气候适应力、产量和碳捕获能力

2021年7月8日，橡树岭国家实验室 (ORNL) 的科学家们发现了一个单一基因，可以同时促进植物生长和对干旱和盐分等胁迫的耐受性，同时通过使植物从大气中吸收更多二氧化碳来应对气候变化。

科学家们使用龙舌兰基因来设计植物更大的抗逆性