邱园皇家植物园科学战略 2021-2025 年 

 1 前言 

地球上的生命岌岌可危。从未有过如此多的挑战如此清晰而集中地显现出来。每年数百万公顷的森林消失；大火摧毁了大片的自然栖息地；洪水和飓风袭击全球城市；高温和干旱使农作物收成减少；人们为养活自己和防治疾病而挣扎；各种物种在无声无息中逝去一去不复返。

这些挑战都是不可持续的人类活动直接或间接造成的，导致自然资源枯竭，人类生命支持系统--生物多样性普遍丧失。20 世纪 50 年代以来人类发展 “大提速” 也是大自然 “大衰退” 的时期--巴西的热带生态系统历经衰退。生物多样性丧失和气候变化的破坏性影响交织在一起，影响着地球上的每一个人，有些人受到的影响比其他人更大。生物多样性的减少意味着人类所依赖的许多生态系统服务的减少或丧失：提供水、食物、药品、燃料和其他材料等自然产品；防洪和营养循环等过程；以及娱乐等文化惠益。

科学可以为我们面临的许多挑战提供答案。要在全球范围内实现人类的可持续发展，就必须从根本上理解并找到切实可行的解决方案。植物和真菌的有用特性在很大程度上尚未得到开发，但却具有为人类和自然带来公平利益的潜力。

在科学战略文件中，邱园皇家植物园提出了雄心勃勃的计划，帮助阻止生物多样性的丧失，并为人类面临的一些最大的全球性挑战制定以自然为基础的可持续解决方案。未来几年，我们将有机会保护和可持续利用地球上剩余的生物多样性，并恢复已经退化的生物多样性。

2 内容提要 Executive summary

邱园皇家植物园与各个学科和部门合作，旨在帮助阻止生物多样性的丧失，并为人类面临的一些最大的全球性挑战制定以自然为基础的可持续解决方案。本文件阐述了我们将如何调整科学重点，以实现在《2021-2030 年变革宣言》中提出的新使命--为了人类的福祉和地球上所有生命的未来，了解并保护植物和真菌。

现在，邱园科学的结构、研究和资源都与五个科学优先事项保持一致，以帮助我们实现转型变革，产生最大的积极影响。这些优先事项是：

以收藏、数据、人员和设施为基础，以科学 “优先事项” 为指导，邱园将创新（研究和探索）、

激励（推动、培训和教育）和影响（对外参与），以实现 邱园 的使命

3 简介 

我们生活的世界正在发生迅速变化。我们已经感受到生物多样性丧失和气候变化交织在一起的破坏性影响，我们需要立即行动起来，以免为时已晚。邱园皇家植物园有一个雄心勃勃的计划，要帮助阻止生物多样性的丧失，并为我们面临的一些最大的全球性挑战制定以自然为基础的可持续解决方案。

邱园皇家植物园的贡献 

两个多世纪以来，邱园的科学工作一直专注于探索自然、发现和描述植物和真菌物种、研究它们的用途以及与人们分享它们的奇妙和美丽。但是，世界已经发生了变化。我们直接或间接依赖的植物和真菌正在以前所未有的速度消失。我们必须追溯到 6600 万年前，才能发现类似的灭绝浪潮--当时是由陨石造成的，而今天则是人类活动的结果。

科学家们早就认识到，人类的活动正在超越可持续发展的 “行星边界”，这一信息现在比以往任何时候都更加清晰。世界经济论坛发布的《2021 年全球风险报告》强调，生物多样性丧失是全球三大生存威胁之一，由邱园牵头的《2020 年世界植物和真菌状况报告》估计，目前有 40% 的植物物种面临灭绝威胁。

尽管有这些严峻的信息，但希望还是存在的。我们有能力在为时已晚之前遏制扭转生物多样性的丧失和减少，但我们必须现在就行动起来。邱园 与各学科和各部门合作，通过新的使命和新的重点，为推动真菌和植物科学的前沿发展，为解决人类面临的最大挑战做出重大贡献提供了绝佳的机会。

本战略文件概述了 邱园 与全球合作伙伴合作的科学抱负和愿景。基于邱园独一无二的丰富经验，我们提出了五个科学优先事项，以帮助我们实现转型变革和最大的积极影响。无论是与全球合作伙伴网络合作、免费提供我们的数字资源，还是研究和分享我们的历史，我们还加强了对科学领域公平和包容的承诺。我们迄今所取得的成就已经产生了重大影响，但鉴于人类面临的挑战，我们必须为生物多样性和人类的未来加大投资力度。

邱园的科学使命 

为了人类的福祉和地球上所有生命的未来，了解并保护植物和真菌

通过与我们的全球合作网络合作，我们的目标是在分类、遗传、功能和生态系统层面以及所有空间尺度上了解、保护和恢复生物多样性。我们的专业知识将为旨在保护所有生物多样性的伙伴关系贡献真菌和植物知识，我们对植物和真菌有用特性的探索将为社会带来巨大的利益。保护生物多样性将极大地促进联合国可持续发展目标之一-- “陆地生命”（可持续发展目标 15）的实现，还将直接支持其他几个目标的实现，如促进可持续生计（可持续发展目标 1、8、11）、粮食安全（可持续发展目标 2）、寻找新的药用植物（可持续发展目标 3）、保护流域（可持续发展目标 6）、探索替代能源（可持续发展目标 7）以及提高应对气候变化的能力（可持续发展目标 13）。我们的生物多样性研究还将为其他重要领域提供支持，如建设各国的研究能力（可持续发展目标 9）和发展国际合作伙伴关系（可持续发展目标 17）。在英国，我们的工作将帮助政府实现英格兰 25 年环境计划，并支持权力下放国家和英国海外领土的环境承诺。

4 科学重点方向

为了完成我们的使命，我们将建立和分享可靠的科学证据，大大加快真菌和植物的鉴定和命名，调动我们的收藏，扩大我们的培训组合，提高生物多样性因素在各部门讨论中的影响力，并通过与社区、政府、公司、土地管理者和其他从业人员合作，最大限度地发挥积极影响。

我们将利用并进一步发展我们最大的资产--我们的收藏和专业知识--来实现五个关键的科学优先事项： 生态系统管理；性状多样性和功能；数字革命；加速分类学；强化合作伙伴关系。我们将通过三种行动模式来实现每个优先事项。在此，我们将概述我们的愿景，以及我们将如何创新（研究和探索）、激励（激励、培训和教育）和影响（外部参与）。我们的愿景是雄心勃勃的；我们所能实现的目标将依赖于我们已有的经验和资源，以及对我们世界一流科学的新投资。

作为所有五个优先事项的基础，我们将进一步发展活体的和保存的植物收藏，以增加参考资料和数据的多样性。我们的收藏对于支持以假设为导向的研究至关重要，我们的收集活动将以对地理和分类覆盖面的差距及其与优先事项的相关性的分析为指导。

我们将协调园艺和科学计划，既开展科学工作，又对关键物种进行异地保护。收藏的实物和数字保存将保持最高标准，以确保我们的生物多样性数据在科学上的可靠性。我们的基础设施将得到加强和发展，使我们拥有最先进的物理和数字环境来支持我们的重要工作。

人才是最基本的资源。我们将利用五个科学优先事项的活动和专业知识，通过面对面培训和虚拟培训，提高我们培训下一代真菌和植物科学家以及园艺家的雄心壮志。我们将继续努力将卓越的科学文化作为我们工作的核心，通过竞争性招聘吸引和留住新的人才，通过定期审查我们的科研人员来评估绩效，特别是通过我们的未来领导者奖学金计划（FLF）、理学硕士课程以及其他教育和专业发展机会，培养我们的员工、学生和同事的技能。我们将与 邱园 的平等、多样性和包容计划合作，消除招聘和晋升方面的障碍。这项工作将培养关键能力，帮助制定和实施以自然为基础的可持续解决方案，应对我们当今面临的挑战。

优先事项 1：生态系统管理  Ecosystem Stewardship

生态系统监管将生物多样性的原地（现场、国内）保护与可持续利用相结合。良好的生态系统管理能够产生维持、促进和恢复自然与文化资本的知识和实践。邱园皇家研究小组在这一领域的独特贡献包括收集和分析植物与真菌多样性数据（从基因和物种到整个生态系统），了解并深入认识进化过程、生态相互作用（包括授粉系统和菌根真菌）、多样化和可持续农业与农林业、生态恢复以及生态系统健康和生产力。

我们的方法包括开展创新研究，以证据为导向保护生物多样性和生态系统服务，同时寻求并实施多样性解决方案，以应对社会挑战。我们将利用我们广泛的收藏以及在实地获得的见解和更多数据，运用我们广博的知识，提供全面的方法，以产生最大的影响和效益。

我们的愿景 Our vision:

我们将通过开发新型工具进行创新，以快速量化和评估生物多样性，确定保护和恢复的优先领域，并针对全球挑战实施基于自然的可持续解决方案。为实现这一目标，我们将整合实地考察、整理和基于收集的研究，使用和生成多种数据源，包括基因组、性状、人种植物学和空间数据，并利用人工智能（AI）和预测建模技术来加强我们的分析。我们将与当地社区和国内合作伙伴一起开发新的参与式方法，以改善生计和生态系统服务。这将包括在半自然景观和管理景观（包括农业生态系统）方面开展工作，将生物多样性与人类利益明确联系起来。我们还将开展更多研究，以了解生物多样性丧失的原因，并利用这些新见解为阻止这一趋势的努力提供信息。

我们将与伙伴科学家合作，对他们进行栖息地和物种评估方面的培训，并激励公民科学家、土地管理者、保护主义者、发展组织和学术界了解、可持续利用、保护和促进本地物种及其所在生态系统的恢复。为实现这一目标，我们将在现有合作关系的基础上，与相关组织建立新的合作关系，并组建一个公民科学家网络，以扩大我们与英国和世界各地社区的接触。

我们将影响国家和国际政府，提供信息和建议，鼓励负责任地获取和公平利用生物多样性。我们还将鼓励公共和私营部门增加投资，保护和恢复世界上最宝贵和最脆弱的生态系统。我们的证据基础将超越简单的物种计数，纳入生物多样性的其他指标及其对人类福祉的贡献，包括经济价值和健康益处。为了在这些领域产生影响，我们将通过我们的对外事务和科学政策团队以及我们的海外合作伙伴来推广我们的科学。

举措 1.1： 生态系统评估 Ecosystem Assessment

目标：开发创新工具，保护生态系统、物种和自然资源并确定其优先次序 

迫切需要采取行动，评估世界生态系统及其组成物种的状况，并确定有效保护的优先事项。我们将通过开发生态系统评估管道（一种数据驱动、可重复的分析流程）来客观评估和监测生态系统，从而应对这一挑战。这将涉及多种方法和数据集的整合，包括人工智能、基因组学、生态学、遥感和空间分析。 该管道将用于识别、监测、了解和优先处理各种规模的生物多样性单位--从景观和生态系统到物种、种群和遗传多样性。其成果将为原地保护和实施基于自然的全球、地区和国家挑战解决方案提供信息。

该项目将为应对环境变化提供证据基础，从而能够确定代表重要资源集中地的关键多样性中心，以及具有特殊社会重要性或面临最大灭绝风险的生态系统和生物群体的特征--确定它们在哪里被发现以及哪些过程正在推动变化。这些知识将用于加强对生物多样性及其提供的生态系统服务的保护。

我们还将开发在生态系统管理中优化资源配置的工具，指出在当前和未来的气候情景下，哪些地方的具体监测或管理行动可能最有效。直接受益者将包括生物多样性和保护科学领域的人员以及保护工作者。我们还将与来自政府、非政府非营利组织和私营部门的利益相关者广泛合作，促进和影响生物多样性的保护及其可持续利用。

预期成果 Deliverables:

v 优先保护、监测和恢复的生态系统和景观清单。将在至少八个国家开展这项工作，包括玻利维亚、特克斯和凯科斯群岛、几内 亚和印度尼西亚新几内亚。遗址管理将得到动态（变化跟踪）辅助信息的支持，这些信息将推动管理工作，并指导提供有针对性的资源，以最大限度地避免生态系统崩溃、物种灭绝、基因丢失和生态系统服务退化。

v 创新方法和工具，以确定、评估、监测、模拟和了解多种规模的生物多样性单元。例如，提供准确和动态解释生物多样性的数据管道；提供下一代在线工具，推动物种保护评估；在数据有限的情况下，进行下一代人工智能分析，以确定面临风险的物种和区域。

v 关于不同生物多样性单元正在面临和预计面临的威胁的信息。将利用包括《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》（IUCN Red List）在内的协议收集这些信息。将把对恢复能力以及威胁的规模和严重程度的估计结果转化为实地保护规划。这些成果将包括当前和预测的分布图、变化阈值、分类和系统发育（进化）多样性热点以及生态系统状况指标类群，例如英国和欧洲其他地区主要栖息地的菌根真菌群落。

上图 对邱园最古老的石松（ 1846 年种植）进行激光雷达扫描。高分辨率激光扫描可对树木的体积进行

声学测量，并可用于探测因健康或气候改变而随时间发生的微小变化（移动或生长）。下图 邱园及周边

地区的卫星数字高度模型来自距离传感器，该传感器可探测物体离地面的高度。我们利用这些数据来确定

景观范围内的树木数量及其体积

举措 1.2：基于自然的解决方案  Nature-based Solutions

目标：为生物多样性如何帮助解决社会挑战提供证据，并实施解决方案

“基于自然的解决方案”（NbS）是一个总体术语，指与自然合作并加强自然的行动，以应对环境和社会挑战，造福社会和自然。研究、实施和完善 “基于自然的解决方案” 是实现有效就地保护的关键部分，因为它突出了对自然益处的认识，并提供了鼓励人们参与保护和可持续利用自然的资源。

我们将努力了解和提高多样化生态系统和景观的能力，以帮助解决英国和全球城市及农村环境中的挑战，并研究植物和真菌如何提供和支持 NbS。保护或提高自然资本（自然提供的惠益和服务）的关键干预措施将包括生态系统恢复、农林业、农业和园艺创新以及野生采集资源及其相关传统知识管理方面的研究。为了为干预措施提供信息并监测其效果，我们的研究将涵盖从草原和火灾生态学到新型作物、高分辨率绘图、碳储存建模和授粉服务等多个主题。NbS 将与社区、研究人员、政府和非政府非营利组织合作实施和监测。

我们还将与合作伙伴共同研究符合道德规范和国际政策的机制，以确保获得资金来保护生物多样性和生态系统服务。可能的途径包括碳融资、生态旅游、生物多样性评估和/或认证以及植物和真菌产品的可持续营销。该倡议的重点是为人类造福，但也将提供数据、模型和方法，供快速发展的跨学科 NbS 研究团体使用。与利益相关者的外联和接触将提高人们的认识，最大限度地扩大 NbS 政策和实施的影响。

预期成果 Deliverables:

v 监测和评估在哪些地方开展了 NbS 工作，以便进行更广泛的应用和推广 

例如，在维克赫斯特，我们将制定指标来衡量环境变化下的自然资本和相关生态系统服务，并探索其价值。我们将重点关注地上和地下的碳封存（尤其是通过真菌及其与植物根系和土壤的相互作用）、自然连通性以及水和授粉服务。

v 有证据表明，生物多样性得到了更好的保护、加强和可持续利用，尤其是在人类需求最大的地方，有助于发展更具复原力的景观和生态系统。我们将在马达加斯加、秘鲁、墨西哥、哥伦比亚和圣赫勒拿等国家和地区开展这项工作，努力增强自然资本，以保护生物多样性、固碳和改善生计。

v 帮助实施 Nbs 的工具和干预措施。Tools and interventions to help implement Nbs.

例如，在选定地点，我们将模拟全球变暖将如何影响野生食用植物的种子发芽和幼苗成活，并为社区植树造林制定保护和繁殖规程。我们将通过使用注释物种目录、Al 工具来识别提供生态系统服务的关键物种，以及重点确定世界可食用植物优先次序的产出，来确定最适合用于 NbS 的植物和真菌。

举措 1.3：生物多样性衡量标准  Biodiversity Metrics

目标：开发和应用量化和监测生物多样性的创新方法，加强对生物多样性的保护

目标和衡量标准是有效管理生物多样性和生态系统的基础。它们对生物多样性的保护和监测至关重要，并为指导管理行动提供证据，使大自然通过生态系统服务提供的社会效益最大化。此类指标主要应用于高收入国家的魅力生物群体或生态系统和景观。在这项计划中，我们将把植物和真菌纳入全球生物多样性和自然资本衡量标准，推动将它们纳入国家和国际商定的指标和目标，并评估它们与其他主要生物群体所用衡量标准的一致性。

 为此，我们将开发不同尺度的数据集、清单、分析工具、地图和模型--从种群遗传多样性到物种和生态系统，再到全球方法--并利用这些数据集、清单、分析工具、地图和模型来量化空间和时间尺度上的现状和趋势，以适应生物多样性管理和投资政策的制定。

为确保满足从政府和国际机构到国家以下各级实体和私营部门等潜在受益者的需求，推广和合作至关重要。例如，在英国和英国海外领土，我们将协助测量和评估自然资本资产，并进行评估以满足管理需求。这些方法将使自然资产价值融入经济。在国际上，我们将努力扩大我们在支持全球到景观级生物多样性保护的衡量标准方面的影响力和作用。

预期成果 Deliverables:

v 全球范围内新颖的或强化的管理衡量标准，包括并以世界自然保护联盟红色名录产品为基础。这将包括所有有花植物物种的进化独特性和全球濒危（EDGE）指标，以及物种威胁消除与恢复（STAR）指标在植物中的应用。在更小的范围内，我们将快速进行红色名录评估，以应对新出现的威胁，例如《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）所列的达尔伯里木属植物（花梨木）。我们还将编制英国真菌红色名录指数和资产登记册。

v 自然资本指标和方法创新纳入了生物多样性提供的具体益处。其中包括授粉者的食物来源、地上和地下碳储存以及树木对水流的调节。选定的衡量标准将纳入人类福祉和繁荣。

v 衡量提供生态系统服务的物种对环境变化的适应能力的指标。这将有助于确定具有复原力的物种，这些物种有可能有助于开发基于自然的解决方案。开发和测试适应环境变化的指标，其中至少包括一个涵盖真菌土壤多样性环境变化的指标。

案例研究:

氮污染对真菌和森林功能的影响 

菌根是真菌与植物根系之间的一种联系。作为碳的交换，真菌为植物宿主提供必需的养分，促进其生长并增强对病虫害的防御能力。外生菌根是指真菌在根部形成一个鞘，常见于树木和其他木本植物，对欧洲森林的运作非常重要。为了研究氮污染对菌根以及树木和森林功能的影响，我们结合英国和其他 19 个欧洲国家 137 个森林的长期土壤、树木、污染和气候数据，对近 40,000 个菌根进行了分析。

我们发现，氮污染对菌根的负面影响阈值比以前估计的要低得多；多样性急剧下降，而具有有限土壤探索和碳固存能力的真菌增加。我们将这些大规模的地下变化d 与森林中导致树木营养失衡的临界点联系起来，这种失衡令人担忧，会带来重大的生态和经济后果。这些发现要求在生态系统评估中重新评估氮临界负荷，并可为环境政策提供信息。我们现在的目标是测试菌根和环境如何随着时间的推移而变化，以及这些变化与树木和森林状况之间的联系。然后，我们可以将这些数据纳入森林模型，以预测菌根群落的变化将如何影响森林功能、树木生长和环境梯度上的土壤碳捕获，以及这些变化如何受到全球变化的影响。

优先事项 2：性状多样性和功能 Trait Diversity and Function

植物和真菌是应对自然界面临的许多挑战的关键。但是，对于它们在环境中生存的特性，我们还有很多不了解的地方。一个物种的特定特征和特性--它的 "性状"--可以揭示它是如何适应特定环境的，以及它对未来变化的适应力如何。了解这些特征、它们的功能以及它们是如何进化的，将使我们能够更好地保护植物和真菌，无论是在它们的自然范围或栖息地内外，并确定我们可以可持续和公平地利用的物种和分子，从而造福人类。

邱园 的收藏，尤其是千年种子库的种子收藏以及 邱园和维克赫斯特两个园区 的活植物收藏，为我们提供了无价的宝藏，我们可以根据《名古屋议定书》、相关法律和最佳实践，利用这些宝藏推动这一发现过程。对生物多样性的探索为改善人类健康和福祉提供了大量机会，并可能为可持续发展提供新的解决方案。

 我们的愿景 Our vision:

我们将创新使用新技术和新方法，探索植物和真菌的特性及其潜在应用，并研究驱动基因组、物种和生态系统变化和恢复力的潜在进化力量。为此，除了新收集的材料外，我们还将利用我们独特的收藏。这项研究的显著应用包括提高生态恢复和物种回归计划的成功率，开发更广泛的物种以改善营养状况并提供一系列其他基于自然的解决方案。特别是，我们将探索对农业有用的性状，既用于改良主要作物物种，也用于开发更能适应环境变化的次要作物。我们还将结合基因组学和化学，探索有用性状的分子基础，并确定有可能增进人类健康、生计和福祉的新生物分子。创新性植物健康研究将揭示具有重要经济和生态意义的物种抵抗主要害虫和病原体的遗传基础。

我们将启发各国政府、公司和参观者思考探索和利用生物多样性的力量为满足世界需求提供解决方案的益处，并认识到为子孙后代保护生物多样性的价值。为此，我们将在我们的花园中展示具有重要经济价值的植物，让游客有机会在科学节上体验陌生的植物产品，并向我们的现场、网络、专业和商业受众介绍植物和真菌提供的生态系统服务，以及以新的方式利用它们促进健康和福祉的潜力。

我们将影响国际政策的制定（例如，通过《生物多样性公约》），确保这项工作的惠益在全球范围内公平分享。为此，我们将推动《生物多样性公约》及其相关议定书的制定和实施，为英国政府提供建议，并促进科学家、社区和政策制定者之间的讨论，以最大限度地获取和使用实物和数字资料。

举措 2.1： 适应性和复原力 Adaptation and Resilience

目标：了解并利用植物和真菌的特性来提高复原力

在瞬息万变的世界中，要保护和加强自然与人类系统，就需要快速适应。本计划将从根本上了解植物和真菌如何进化以克服物理、环境和生物挑战，特别是气候变化和传染性疾病带来的挑战。我们将探索植物和真菌在基因组、形态、生理和化学方面的变异，以及植物微生物组（包括真菌在内的相关微生物组）的多样性和特征。这些信息将帮助我们深入了解不同物种如何在不同环境中适应和生存。我们还将研究这些因素如何影响生物多样性的进化和分布，以及它们如何影响对变化的适应力。

我们将利用这些知识来检测和预测适应情况，并提出干预建议，以提高从自然和半自然栖息地到受人类严重影响的地貌等各种环境中的恢复能力。我们将生成大数据并将其应用于基因组预测和发现性状的遗传基础。邱园 的 C 值数据库包含最大规模的植物基因组大小数据汇编，该数据库的扩展将使我们能够对基因组大小如何影响物种适应能力进行新的探索，同时比较进化方法将被用于预测优势性状的存在以及未来虫害和病原体的风险。

通过加深了解，我们将开发、模拟和测试各种方法，以便通过气候智能种子选择（选择能够应对预测的气候变化的种子）、微生物组操作（选择有利的微生物）以及通过选择性育种或将植物从一个地区迁移到另一个地区，将适应性多样性引入物种和种群，从而实现并加快对压力的适应。此外，还将采用新方法，利用 DNA 测序对适应性进行成本效益监测。维克赫斯特（Wakehurst）的新生长设施将支持实验性环境改造，以加深对适应性的理解。我们将与英国环境部（Defra）合作，与森林研究中心（Forest Research）共同建立新的 “森林保护中心”，在该中心内，邱园 将把本计划开发的方法应用于英国的树木和林地健康。

预期成果 Deliverables:

v 变革性的生长设施和研究。我们正在积极寻求资金，以建造维克赫斯特保护和研究苗圃，其中将包括 750 多平方米的新型受控生长环境。这将有助于培育植物以加强保护计划，并能够进行关键实验，以确定在不同环境情景下的适应和恢复潜力。

v 根据基因组和性状数据，准确预测不同植物和真菌系统的适应潜力。

这些研究将包括基因组-环境关联分析（特别关注芭蕉科热带草本植物 “象腿蕉” 和北欧橡树）；以及为超过 90% 的英国本地植物区系生成基因组大小数据，以揭示基因组大小多样性作为影响物种适应潜力的驱动力的作用。我们还将利用基因组数据准确预测不同地貌下真菌与植物之间的相互作用。

v 建议采取干预措施，加快对气候变化和传染病的适应。这将包括为埃塞俄比亚南部高地的自给农民和英国的林地创建者提供种植建议。

举措 2.2： 生物相互作用和生物活性分子 Biointeractions and Bioactive Molecules

目标：探索生物相互作用和生物活性分子，释放植物和真菌的有用特性

植物和真菌与其他有益生物和拮抗生物（如授粉者、食草动物、病原体和菌根真菌）之间的相互作用是生物和化学过程的主要驱动力，这些过程介导防御、吸引、适应和多样化。该计划将探索这一生物界面，揭示支撑这些过程和改变这些相互作用的生物活性分子和机制。该计划还将揭示不同生命王国之间的相互作用如何影响物种的分化和多样化过程，这将为群落/栖息地层面的保护战略提供信息。

此外，我们还将研究有用性状的分子基础，结合系统发育预测、基因组学、化学和人工智能的力量，找出有可能改善人类健康、生计和福祉的生物活性分子。通过了解有用特性的分子基础和进化模式，该计划将发掘植物和真菌的潜力，以开发具有环境和社会效益的基于自然的解决方案：从食品和药物到增强的生态系统服务和景观。

我们还将努力发掘植物和真菌有用性状的市场潜力，与企业合作，帮助他们开发可持续和合乎道德的产品，特别是那些支持生物多样性保护或为中低收入国家带来生计利益和机会的产品。这些产品包括对环境无害的农业投入和干预措施，以及基于自然的保健产品。

预期成果 Deliverables:

v 关于真菌微生物组的组成、功能、进化和影响的信息。这将包括筛查从野外采集的种子（如作物近缘种和针叶树种）中真菌微生物群的多样性，以评估引入新疾病的风险或对植物健康的潜在益处。这些数据将有助于设计有效的缓解策略，并为未来的植物健康做出贡献。

v 确定花粉和花蜜对授粉者健康的化学益处。这将包括分析英国 200 种对授粉者最重要的植物的花粉化合物，揭示其花粉中甾醇化合物的多样性与蜜蜂对不同食用植物的专门化程度之间的联系。我们还将确定和量化野生蜜蜂所需的花粉固醇，并估计景观支持不同蜜蜂物种的能力。

v 进一步了解有可能改善人类健康和生计的性状的功能。这将包括利用预测方法和邱园在植物进化关系方面的广泛知识，加快发现潜在的新药物，并对含有生物活性分子的膳食植物提供新的见解，以减少老龄化或痴呆症患者的认知能力下降。

举措 2.3：提高生存能力 Enhancing Survival

目标：发现植物和真菌保护与可持续利用的关键生存特征

人类对地球生存的一个重要贡献是成功地保护生物库中的植物（主要是种子）和真菌，使其能够作为资产用于基于自然的解决方案以及恢复受威胁的物种和栖息地。生物库材料还为发现对人类和环境有价值的新性状和特性提供了重要资源。然而，为了确保有效保护，需要深入了解植物和真菌如何保护自己免受环境压力的影响。

该计划将开展多学科研究，以发现和了解不同植物和真菌组织（如种子、孢子、植物胚胎）的关键基因组、化学、形态和结构特征，这些特征影响着它们在不同环境压力（如温度、湿度、氧气）下的繁殖（如种子休眠和萌发）、寿命、持久性和存活。

邱园低温设施（Kew Cryosphere）这一最先进的新设施将大大提高拯救受威胁植物和真菌物种的能力，从而减少生物多样性的损失。这项工作将采取全球伙伴关系的方法，与我们的科学收藏、保护和商业伙伴关系紧密联系，最大限度地提高最终用户的参与度。研究成果将通过为下一代科学家和从业人员举办的培训课程进行传播，并将为未来的保护和种子利用战略提供信息，包括不适合标准种子库方法的物种以及被忽视和利用不足的作物和作物野生近缘种。

预期成果 Deliverables:

v 进一步了解细胞和组织的低温耐受性，以加强迁地保护。这将为植物和真菌的成功异地贮藏提供指导，并将包括耐寒种子物种（那些无法承受标准种子库所使用的干燥和冷冻过程的物种）。研究成果将通过设计一个 200 平方米的高科技实验室--邱园低温层（Kew Cryosphere）来实现，该实验室将用于研究、培训和生物贮藏。

v 提高对种子贮藏和使用过程中氧气、温度和湿度压力耐受性的认识。

这将改善农业贸易和其他领域的种子储存和使用条件。将为数百个物种开发和验证用于确定种子贮藏和生长环境极限的预测模型。

v 第一个关于种子性状的全球种子信息设施。这将是一个研究资源，为园艺、农业、林业、保护和可持续利用等领域的最终用户提供服务。将与国际种子界（包括作物信托基金、经济合作与发展组织和国际种子科学学会）共同设计和提供这一多维设施，其中包括化学、生理、物理、生物物理和微生物组性状方面的信息。

举措 2.4：可持续农业 Sustainable Agriculture

目标：确定并利用性状，为可持续农业开发作物

农业对人类生存至关重要，但也面临着相当大的挑战，尤其是在气候变化加速和全球人口增长对土地造成越来越大压力的时代。相反，农业是温室气体排放、环境污染和生物多样性丧失的主要原因，这也是需要解决的问题。该计划将把创新研究与邱园在植物和真菌多样性方面的专业知识以及来自我们大量收藏的数据结合起来。

我们将与世界各地的合作伙伴合作，快速跟踪有益作物性状的鉴定工作，如环境应激复原力、高产、高营养价值（对人类和动物健康有益）以及抗病虫害等。我们将调查这些特征在主要和次要作物物种、作物野生近缘种和其他有用植物中的存在情况和潜力。反过来，这些知识将被应用于为社会提供关键利益，如可持续粮食生产、适应气候变化以及生物多样性和生态系统保护。

基因组学方法与化学、解剖学、生理学、气候学和农艺学研究相结合，将用于研究不同物种和种群中与农业相关的植物性状的具体特性、机制和功能。例如，基因组工具的使用将有助于确定水分利用效率（减少对浇水的需求）、氮素利用效率（减少对肥料的需求）和抗热胁迫能力（允许植物在更高温度下生长）的候选基因。还将应用其他基因组学方法来确定当地对特定条件的适应性特征，并在气候变化和其他紧迫的全球挑战时代推荐未来的作物和农业战略。

预期成果 Deliverables:

v 为作物植物的发展和可持续农业鉴定有用的植物和真菌性状。这将包括利用基因组学方法和其他方法，确定蛋白质作物（大田豆类、大豆和其他豆科植物）、谷物（小麦、水稻等）和饮料（咖啡、茶）的气候要求和关键性状。这项工作还将包括寻找水资源利用效率、抗旱性和热应力的候选基因。

v 进一步了解有用性状的基本机制和功能。这将包括了解在不断变化的环境中与作物植物的成功发展和可持续农业相关的性状的功能。研究物种将包括大豆、小麦、水稻、选定的作物野生近缘种和新驯化候选物种（以前未用于农业的物种的当代驯化）。

v 传播作物植物和性状数据，推动决策和政策制定，促进生物多样性。我们将生成数据和案例研究，证明生物多样性的重要价值，以推动协调一致和有意义的保护行动和政策变革。例如，对非洲咖啡自然资本（野生物种多样性）进行国家评估，以促进保护区的保护；确定重点物种和景观，以促进作物野生近缘种和新驯化种的就地和异地保护。

案例研究: 荒地对熊蜂健康的隐性益处

熊蜂的授粉服务为作物生产和自然栖息地提供了支持，但许多物种的数量下降问题日益受到关注。熊蜂面临的多重压力包括疾病和寄生虫，它们不仅会对个体、种群和群落产生直接影响，还会加剧其他压力因素的影响。帚石南（Calluna vulgaris）花蜜是英国熊蜂的丰富食物来源。我们最近对该物种化学成分的研究表明，石楠花蜜中还含有一种天然药用化合物 Callunene，它对一种广泛分布的熊蜂短膜虫 Crithidia bombi 具有生物活性。在生态相关的浓度下，callunene 能显著减少感染，它在景观中的存在能帮助熊蜂管理寄生虫负荷，优化授粉服务。石南花是荒地上常见的花卉，但在英国，这种栖息地正在严重减少。因此，石楠花的消失降低了寄生虫对英国熊蜂健康有害影响的可能性。通过了解景观中花卉资源的更广泛价值，我们可以优先考虑保护目标，以维持高效的授粉服务。

优先事项 3：数字革命  Digital Revolution

邱园拥有全球独一无二、数量庞大且不断增长的真菌和植物标本、插图、数据、数据库、科学文献和未出版资料档案，这些都是 260 多年植物和真菌科学的遗产。然而，我们的收藏中仍有大量未采集的数据，这些数据来自实物标本（包括 DNA 和生物分子）及其标签，以及我们的档案收藏和插图信息。这些数据与其他信息（分类、性状、地理分布和用途）相结合，为生物多样性和保护研究中科学假设的产生提供了深厚的信息储备和隐含知识。

邱园在维护收集、整理和传播植物和真菌信息的资源方面已经发挥了领导作用。在新的数据检索、分析和可视化创新在线工具的帮助下，对我们的主要收藏进行大规模数字化并与这些资源整合后，这些信息将得以发布。这场数字革命将促进对数据和标本进行更有效的整理和管理，同时提高收藏的全球价值和科学家及广大公众对收藏的使用。数字化和数字创新将使图像和数据虚拟地返回原产国，同时为科学发现和创新带来大规模数据挖掘和分析的新机遇。

我们的愿景 Our vision:

我们将通过制作、合成和分发真菌和植物数据来进行创新，以释放我们馆藏的大量信息资源，推动全球对生物多样性丧失的原因和赋予复原力的因素的研究。为了实现这一目标，我们将把收藏的数字化作为科学研究的核心，汇集我们的数字资产，并将我们的数据与最新的植物和真菌进化树和生命网络相整合。

我们将激励数百万人通过与我们的数字资源互动，更多地了解自然世界的奥妙和益处。为此，我们将开放我们的研究、数据和出版物，在各种在线平台上传播真菌和植物知识，并将公民科学和机器学习方法融入标本数据的收集、翻译和分析中。

我们将影响他人并被他人影响，在以全球商定的格式传播生物多样性数据方面以身作则。我们将鼓励共享数据集，互惠互利，协调工作，努力实现共同的数字产出。为实现这一目标，我们将参与真菌和植物多样性知识数据综合的多边合作，制定全球标准和协议，促进生物多样性数据的交换，减少重复劳动，鼓励互惠互利的数据交换。我们将与我们的数据用户合作，以扩大对生物多样性的经济和社会价值的认识，并收集我们分发的信息所产生的影响的证据。

举措 3.1： 邱园收藏数字化 Digitisation of RBG Kew’s Collections

目标：将邱园科学收藏转化为全球在线资源

我们将把 邱园 的 850 万件植物和真菌标本以及 20 万幅插图、700 万份档案文件和 30 万件印刷品中的目标补充材料数字化。我们将创建一个完整的馆藏目录，使标本记录和图像可在网上免费获取，供全球研究人员使用。这将成为一个独特的、世界领先的资源，提供对我们具有国际意义的植物和真菌收藏的访问。它将开放 260 多年科学探索的数据（图像、分类和采集活动信息），使其成为应对生境退化和气候变化等全球紧迫挑战的核心。

数字化程度的提高将使我们能够对收藏进行背景化处理，使其在时间和空间上更加固定，并促进收藏整理和使用方式的改变。我们精心整理的记录将成为开发机器学习算法的黄金标准，并将揭示形态与出现之间的新联系，同时促进自动方法的发展，以快速定义新的分类群，并在野外识别植物和真菌。

数字化将加强我们对收藏的管理和策展，我们将开发新的 “数字优先” 工作流程，确保所有新收藏在到达时都有数字记录，并增加自动化策展的数量。我们将对标本馆和真菌馆的收藏进行有针对性的 DNA 测序采样，以帮助阐明进化关系，并为类型标本提供明确的参考序列。这对于形态特征往往不明确的真菌来说尤为重要。总之，我们工作方法的这些改变将确保我们收藏的可持续性，同时最大限度地发挥它们对研究人员的作用。

预期成果 Deliverables:

v 主要收藏的全面数字化。超过 700 万份标本馆标本和 125 万份真菌标本的数字化记录，以及我们的档案和艺术收收藏中的目标项目，并附有高分辨率图像。

v 对世界上最大的 50,000 个真菌类型标本进行分子数字化。对我们的真菌类型标本进行 DNA 测序将有助于准确描述这些收藏，为真菌生物多样性提供新的见解，并为今后的探索提供数据和方法框架。这将是第一个在分子水平上描述真菌类型标本的大型收藏。

v 在 邱园的收藏管理程序中嵌入数字策展和管理。这将包括在物品进入邱园时就将其 “数字化”，并随后在网上进行一些策展。数字化为向更广泛的专家库开放收藏管理提供了机会，并使标本标注通过机器学习和其他计算过程收集的信息成为可能。

举措 3.2：知识整合  Knowledge Integration

目标：整合 邱园 的植物和真菌知识管理，促进其完整性、整理和使用

了解生物多样性及其生存所面临的威胁是应对生物多样性和气候危机的核心，但许多描述生物多样性的信息却非常零散和分散。邱园内部也是如此，除了有关我们收藏的信息外，我们还拥有出版物、图像和数据库，其中包含物种分类、特征、分布、系统发育、DNA 和保护方面的信息。新的数据管理集成系统将加强对这些信息的管理和传播，并提高我们的数据与全球补充资源之间的互操作性。

我们将更新和改造我们的内部数据管理系统，将我们所有的收藏数据纳入一个单一的数据库。这将提高数据管理的效率，并允许在单个标本或采集活动层面对材料进行跟踪。我们的新系统将支持对馆藏标本和出版物进行一致和正确的描述。我们将与全球其他分类学权威和专家合作，实现为地球上所有生命建立一个明确的物种清单的共同目标。

我们将在全球范围内评估我们的数据和收藏，同时监测我们在数字化、部署和使用方面的进展。我们将通过国际标准组织使用和促进共享数据标准的制定。我们将让更多的公民和专业科学家参与进来，贡献他们的知识和专长，并获得相应的荣誉，促进我们的数据在全球范围内的综合利用，为所有生命提供知识。

预期成果 Deliverables:

v 出版包括分类学和地理学增强内容的《世界维管植物名录》。在邱园的协调下，这是全球所有已知维管植物物种（开花植物、针叶树、蕨类植物、球根植物和硬叶树）的共识，我们将在其中添加关于其地理分布的相关信息。

v 邱园 的名称和分类数据已纳入全球物种命名和分类系统。这些系统包括 "生命目录"、"世界植物在线 "和 "全球生物多样性信息机制"（GBIF）。我们将推出一个新的植物名称自我注册系统，以支持《国际藻类、真菌和植物命名规范》。我们还将与合作者共同努力，为整合各种专业知识和更新参考数据提供一个全球政治和技术框架。

v 建立一个单一的综合收集管理系统，将我们的所有数据联系起来。我们将通过标准化的数据发布和程序接口，在邱园内外提供数据。材料将可追溯其从收获地点到不同收藏（如种子、活体植物、标本馆凭证、DNA）的过程，并在每个阶段与相关元数据链接。

举措 3.3：知识共享 Knowledge Sharing

目标：提供植物和真菌知识及其在研究、保护和创新中的应用工具

邱园的核心信息资源（如我们的名称和分类资源、药用植物名称服务和世界植物在线）在解决广泛的环境、监管和保护问题方面发挥着核心作用。但是，遥感和 DNA 测序等技术正在迅速扩大全球可用于测量和模拟环境的信息量和精确度。我们现在面临的挑战是如何在完整的环境背景下快速、大规模地提供我们的数据，从而使全球的专业研究人员、公民科学家和监管人员能够贡献、学习和使用邱园的知识和专长。

我们将创建一个新的门户网站，将我们的收藏与有关所有植物和真菌物种的图像、分类学、性状和地理数据整合在一起，将我们自己的知识与其他地方产生的数据整合在一起。我们将与制定政策、领导全球保护行动或编目和管理人类如何利用植物和真菌的组织和研究团体合作，并围绕关键需求设计我们的服务。

我们将通过精心设计的数字渠道提供科学严谨的数据，从而促进新颖的研究，提高多个学科的决策质量。我们将确保我们的数据可查找、可访问、可重用和可互操作，以增强研究人员的能力并推动知识发现。我们将帮助开发和使用数据描述的标准格式，为我们的所有数据提供程序界面，并部署分析软件以方便使用。我们将与管理植物和真菌信息的其他组织合作，建立一个真正的全球信息资源。

预期成果 Deliverables:

v 供全球研究和保护界使用的中央信息门户。该门户网站将提供直接访问 邱园 植物学和真菌学知识的途径，并将以《世界维管植物名录》、《真菌物种名录》以及综合名称和收藏数据为基础并与之整合。它将描述 400,000 个分类群，包含 160 万个学名，并提供访问我们所有数字化图像和分类群描述的途径。

v  “植物健康” 门户网站和数据服务。这将满足卫生监管机构、从业人员、行业和研究人员的需求，提供有关从约 5 万种植物和真菌中提取的 25 万种健康和营养产品的信息。不正确或含糊不清的术语将在纳入资源之前得到纠正和澄清，从而提高卫生监管和实践的科学严谨性，并促进新的研究。一个跨学科的机构网络（食品和药品监管、营养、专利、可持续发展和科学出版）将丰富、部署和维持这一倡议。

v 分析工具、数据分布和计划界面。这些工具将使众多学科的研究人员能够对全球知识库进行补充和推断，将邱园皇家银行的参考信息与物种分布、土壤和气候方面的权威数据动态地相互联系起来。

案例研究: 植物为健康服务

邱园 的药用植物名称服务 (MPNS) 已将以植物为基础的药用产品（管制药物、传统疗法以及土著和农村社区使用的植物）及其来源的约 33,000 种植物编入目录。在全球许多学科中，有 60 多万个名称被不准确、含糊和不一致地用于植物及其产品。MPNS 已将这些名称映射到 邱园 的权威植物名称资源--《国际植物名称索引》和《世界维管植物核对表》--使监管机构、科学家、医疗从业人员和患者能够可靠地查找信息、浏览法规和研究。MPNS 是全球 "标准"。它支持全球卫生监管（如国际标准化组织、世界卫生组织、美国食品和药物管理局），增强了这些机构的数据完整性和互操作性。它有助于开展新颖的研究（例如，了解药用物种在生命树上的分布并分析其保护情况），同时加强对传统知识的保护和植物专利的有效性。未来五年，我们将把 MPNS 扩展为 "健康植物"，这是一个涵盖食品补充剂、过敏原、化妆品和药品的增强型资源，支持正确使用和监管用于这些目的的植物。

优先事项 4：加速分类学 Accelerated Taxonomy

分类学是一门对生物进行命名、识别和分类的科学。它是对生命进行科学研究的基石：任何涉及生物体的研究都需要一个分类参考点。在我们的历史上，分类学一直是邱园 科学研究的支柱，我们的收藏和分类学专家对于描述和保护生物多样性的过程至关重要。我们将利用更多的数据可用性和新工具与技术（包括系统发生组学和机器学习），推动分类学研究的前沿发展，以近乎实时的方式加快物种的特征描述和鉴定。

我们还将开发各种方法，加快发现自然历史收藏中隐藏的多样性。在实现该优先事项目标的过程中，我们将重点关注最需要取得进展的分类群和地区，我们的成果将包括详细的分类学出版物、在线工具和其他资源，以满足利益相关者的特定需求。

愿景 Our vision:

我们将在真菌和植物的鉴定、命名和分类方面进行创新，加快对世界生物多样性的描述和了解。为此，我们将引领分类学范式的转变，拥抱机器学习、性状研究（包括基因组学、化学、形态学和生态学）和公民科学。我们的活动将以我们在关键科的专业知识和收藏、我们对保护威胁的了解以及对社会经济效益的考虑为指导。我们将与全球合作伙伴合作，确定关键的分类缺口，应用和开发新的方法来完善我们对植物和真菌生命树的认识，并加快其规模和速度。

我们将培养新一代的学生和专业人员，激励他们在不断变化的世界中致力于生物多样性研究，并注重以解决方案为导向的方法。为了实现这一目标，我们将提供现代分类学培训，重点是对雇主最有价值的领域的可迁移技能、综合技术和专业知识。除了基础科学，我们还将展示分类学与农业、工业和人们生活的相关性。

我们将影响世界各地的资助机构、政府、公司和研究组织，使其在保护、管理和利用生物多样性方面采取明智的方法。为实现这一目标，我们将开展并分享以证据为基础的分析，强调生物多样性清查、描述和监测的重要性。我们将与主要利益攸关方合作，展示有关选定类群和地理区域的分类学知识如何为负责任的生态系统管理模式（优先事项 1）下的决策提供信息，为科学和社会带来惠益。

举措 4.1： 记录生物多样性 Documenting Biodiversity

目标：加速植物和真菌的描述、命名和分类

据估计，至少有 20% 的植物物种和 95% 以上的真菌物种仍不为科学界所知，记录这些未被描述的多样性至关重要。没有名称，就很难分享知识，也无法评估物种灭绝的风险、制定保护措施或发掘其潜力。作为该计划的一部分，我们将努力加快从未命名物种到基于 DNA 的分类学分类的分析过程（"管道"），并确保尽可能多的受众能够随时获取分析结果。

我们将确定提高标本数据处理效率的机会，并在植物和真菌分类学中采用 "DNA 优先 "的方法，对标本进行鉴定和分类。我们还将开发一种 "模块化专著 "流程，即通过组合组件数据集来完成称为 "专著 "的综合性系统出版物--生物多样性分类和描述的黄金标准--以实现最高效率和灵活性（模块包括分类学、系统发生学、命名法、性状、照片和植物插图）。我们将与科学伙伴合作，在生物多样性受威胁最严重的地方编制分类产出，如识别钥匙、清单和目录，利用我们卓越的收藏和分类学专业知识加快进度。

将利用对邱园皇家植物园和其他标本馆植物属覆盖范围的分析，确定采集活动的优先次序。在真菌方面，我们将重点增加对重点系统类群和地区（包括英国）的了解和收集。我们将为依赖于分类学的不同受众提供开放、可访问的分类学成果。

预期成果 Deliverables:

v 分类学分流：对标本馆藏进行全球差距分析，为今后的收集工作提供依据。这将使我们能够补充现有的标本覆盖面，填补知识空白，认识到在全球收藏网络中联合策划元收藏的潜力。这将使我们的采集和分类伙伴关系侧重于风险最大的系统类群，以及具有有用特性和适应性的植物和真菌。

v 地理优先：记录和描述具有特殊生物多样性地区的植物和真菌。这些地区将包括重要植物区（包括邱园热带重要植物区计划）以及其他生物多样性丰富和面临威胁的地区。我们将重点关注玻利维亚、印度尼西亚新几内亚和喀麦隆等优先国家，在这些国家，我们正在与当地科学伙伴合作，记录他们的自然资源。

v 建立新的分类管道，加快对植物和真菌多样性的描述。这将使我们能够更快地将标本从潜在的新物种发展为完全命名和描述的物种。这将涉及一种 “DNA 优先” 的分类方法，以快速、准确地将未确定的标本置于生命树上，然后以英国真菌和选定的植物类群作为案例研究，提供开放、可访问的输出（如核对表、专著和其他资源）。

举措 4.2：生命之树 The Tree of Life

目标：扩展植物和真菌的生命树并使其丰富多彩

生命之树是探索地球生命进化和特性的基本生物学路线图，但其分支的细节在很大程度上仍未得到解决。尽管真菌树和开花植物树在维持生态系统方面发挥着至关重要的作用，但真菌树的大部分分支仍未绘制，甚至开花植物树也存在大量数据空白。该计划将在 邱园 领导的植物和真菌生命之树（PAFTOL）项目取得成功的基础上，进一步丰富我们的知识。它将为我们提供工具，加快记录、识别和分类地球上的生命，探索其有用的特性，了解其起源和进化，并预测物种将如何应对未来的环境变化。

高通量 DNA 测序已经大大加深了我们对进化关系的理解，但仍有可能进一步加快我们对进化关系的理解。邱园皇家研究小组在生命树研究方面的领先地位有目共睹，其基础是对我们的收收藏（如真菌标本馆和标本馆收收藏、活体收收藏、千年种子库样本甚至古代考古文物）进行 DNA 测序。我们的目标是加大这些工作的力度，以加快我们的分类学和专著工作，通过快速的系统发育定位加快物种描述，并为进化和应用研究（如生物分子的系统发育勘探）提供重要的比较框架。

我们将深入研究重点世系，如来自重点地区的受威胁和物种丰富的群体，以及作物野生近缘种。我们的 DNA 序列数据以及植物和真菌生命树将在一个创新和动态的在线环境中，按照开放数据的方法快速提供。

预期成果 Deliverables:

v 植物和真菌属一级的完整生命树。这将包括所有 14,000 个被子植物属和 8,000 个真菌属中的 50%，利用 邱园无与伦比的收藏。该系统将与我们在世界各地的合作伙伴合作完成，并将成为在任何分类尺度上进行比较研究的全球系统发育主干。

v 将分析工具应用于生命树，以开展分类学、进化生物学、性状发现和生态系统管理方面的研究。我们将利用生命树来解决分类学上的不确定性，了解进化历史，并预测我们重点研究的植物类群（如棕榈、兰花、禾本科植物、豆科植物、热带桃金娘、多汁植物以及选定的大型真菌和地衣类群）的相关性状。

v 动态、综合的生命之树数字平台。这将以开放和创新的方式提供植物和真菌生命树的最新信息。任何有互联网连接的人都可以查看、搜索和下载生命树和我们生成的序列数据。

举措 4.3： 创新物种识别 Innovating Species Identification

目标：开发和实施新的物种识别工具 

准确的物种鉴定对于未来生物多样性的探索、研究和保护至关重要。这项行动将改变我们和世界各地的收藏（包括标本馆、种子和活体标本）用于鉴定植物和真菌的方式。我们将利用新技术，加快对生长在植物和真菌自然栖息地或邱园 标本收藏中的植物和真菌进行鉴定，并使之民主化。

我们将开发标本自动识别系统，通过应用我们在分类学方面的专业知识，提高经过训练的标本识别算法的准确性，同时促进馆收藏的收藏和研究。作为优先事项 3（数字革命）的一部分，对所有真菌类型标本进行测序将为准确鉴定真菌奠定基础，为检测科学界的新物种提供基准。

将开发选定植物类物种的 DNA 序列参考数据集，以便对植物材料进行可靠的鉴定和认证，这些数据集是执行保护植物的法律和公约的重要资源。我们将调动数字数据集，为实地鉴定植物和真菌提供便利，重点是与我们的科学合作伙伴共同确定的生物多样性丰富和面临威胁的地区。

预期成果：Deliverables:

v 加快标本命名工作流程，自动识别标本。利用我们的收藏和专业知识，我们将引入机器学习来识别数字化植物标本，并采用 "DNA 优先 "的方法来识别真菌标本--利用 DNA 序列数据来确定它们在生命树中的位置。这将大大缩短对我们收藏的标本进行准确命名和确定其中是否有新科学发现所需的时间。

v 为选定的植物和真菌类群整理专业的 DNA 序列参考数据集。

这些数据集将包括邱园的分类专业组以及贸易植物和真菌的类型标本。这将有助于对未知标本进行分子鉴定，不仅对植物和真菌多样性的基本描述非常有用，而且在《濒危野生动植物种国际贸易公约》（CITES）执法等领域也有重要应用。我们将测试不同的 DNA 测序方法（如 Angiosperms353、定制目标捕获），为经常被非法交易的商品（如鼠尾草和芦荟）的鉴定过程提供新的工具和可靠性。

v 加强植物和真菌鉴定，进行实地清查。我们将共享邱园收藏的各种数据集和信息资源，为植物和真菌的命名提供支持，并计划为专家开发应用程序，以便他们在野外根据从我们的收藏中收集的文字和照片识别物种。

案例研究：草分类学如何帮助马达加斯加小农提高粮食生产的抗灾能力

杂草有可能影响粮食安全、畜牧业和农业系统，需要准确的物种鉴定才能加以管理。马达加斯加的 Digitaria 草会损害作物并降低产量。这些草很难控制，因为它们看起来非常相似，很难通过人工清除来根除。邱园 的科学家正与塔那那利佛大学、马达加斯加国家农村发展应用研究中心以及 Ambihidray、Ibity 和 Itremo 社区的合作伙伴合作，了解马唐属 Digitaria 的起源，更新其分类，使小农能够更好地管理其农业系统中的 马唐属草本植物。通过DNA条形码，可以在雨季以外植物未开花时识别物种。这是 DNA 条形码首次用于马达加斯加农业。这些新的识别方法将确保在不影响适合放牧的营养物种生长的情况下，对杂草进行最适当的控制。

优先事项 5：加强伙伴关系 Enhanced Partnerships

本战略概述的目标雄心勃勃，单靠我们自己是无法实现的。有效的、有组织的、以有影响力的目标为重点的合作伙伴关系，对于我们的采集、研究和保护活动的持续成功至关重要。我们的伙伴关系使我们能够更好地了解影响生物多样性丧失的复杂问题。这些群体是生物多样性的主要守护者，他们的生计往往受到生物多样性丧失的负面影响。

为了建立有效的合作伙伴关系，我们将加强与英国生物多样性合作伙伴的关系，包括自然历史博物馆、伦敦动物学会和爱丁堡皇家植物园，以及我们在全球 100 多个国家的庞大国际合作伙伴网络。我们还将建立商业伙伴关系，展示生物多样性的经济重要性。

此外，我们的目标是在英国和世界各地发展多学科和跨学科伙伴关系，加强教育、研究和商业活动，并在千年种子库伙伴关系（MSBP）成功的基础上再接再厉。强化伙伴关系将贯穿其他四个优先事项，以我们现有的合作伙伴和协作者网络为基础，最大限度地发挥我们在现实世界中的影响。

我们的愿景 Our vision:

我们将在科学和社会之间进行创新和搭建桥梁，以保护、可持续利用和保存生物多样性，并为紧迫的全球挑战找到解决方案。为实现这一目标，我们将丰富我们的合作伙伴关系，吸纳艺术与人文、环境经济学和更广泛的社会科学、医学与食品科学以及气候学等学科的专业人士。我们将把 MSBP 的重点放在物种保护和支持生境恢复上，我们还将扩大与生物多样性有关的商业和创新活动。

我们将鼓励科学家、政府、商业实体和非政府组织联合开展新的跨学科计划，扩大应用科学和基础科学的影响。这将通过具有社会重要性的关键主题来实施，包括药物发现和改善粮食安全。我们还将支持对国际政策的遵守，例如，通过开发可靠的方法，支持对进入贸易的木材进行识别和监测。在我们的科学优势和不断变化的社会需求的基础上，我们将继续通过硕士和博士课程以及在线、现场和场外课程相结合的方式，为越来越多的受众提供前沿培训（研究生和专业培训）。

我们将影响政治家、决策者和产业界，投资于生物多样性研究和基础设施。为了实现这一目标，我们将促进合作伙伴关系，以衡量、评估和改善生物多样性，展示基于自然的解决方案对福祉和生计的益处，交流我们的研究成果，参与最佳实践和政策讨论。我们将与其他机构合作，引导公众辩论，在国际上发出可信的声音。

举措 5.1：跨学科研究 Interdisciplinary Research

目标：通过跨学科研究，扩大我们在科学和公众参与方面的范围和影响

人类与植物之间有着千丝万缕的联系，无论是通过植物的利用和保护，还是通过植物园（如邱园皇家植物园）作为与自然世界接触的空间所发挥的作用。我们悠久的植物收集历史进一步丰富了这一故事，并使其更加复杂。

艺术、人文和社会科学为研究生物多样性中的人文因素以及通过研究问题、方法、语言和实践社区与人接触提供了强有力的工具。它们可以解决邱园 面临的一些最紧迫的问题：如何将对生物多样性的支持与人类福祉结合起来；了解文化多样性与生物多样性之间的联系；如何在社区和政府等不同层面产生影响；如何提供 邱园 收藏的获取途径和对收藏的新理解；以及如何扩大我们在园林内外的影响力。

该计划以正在进行的一项成功的研究与合作计划为基础，该计划已经证明我们有能力在这一领域做出独特、高质量的贡献。我们将进一步发展我们的研究，使之与本文件中列出的科学优先事项、与邱园皇家园艺集团历史和遗产相关的新战略以及邱园皇家园艺集团广泛的公众参与计划紧密结合。我们将加强重要的合作伙伴关系，例如在与伦敦大学皇家霍洛威学院开展多学科合作的基础上，与其他机构发展类似的合作伙伴关系。到 2025 年，我们的目标是成为国际公认的将跨学科方法融入植物学和真菌学研究所的领导者。

预期成果 Deliverables:

v 新的跨学科伙伴关系。我们将与艺术、人文和社会科学领域现有的和新的合作者密切合作，为邱园 的科学、历史、收藏和公众参与带来新的视角和方法。我们将与合作者共同努力，为研究项目和博士生获得大量资金。我们的新合作关系将是真正的跨学科合作，汇集新的技能，开展创新和有影响力的研究。

v 建立植物人文中心。该中心将成为跨学科工作的协调中心，突出跨部门的相关工作，并将研究人员聚集在一起，加强创新，提高知名度。它将以我们充满活力的艺术和人文研究计划为基础，进一步利用邱园的历史和收藏、科学研究以及合作伙伴网络。

v 采用跨学科方法保护和利用粮食作物遗产。我们将与合作者一起，利用历史和人种植物学方法研究被忽视的食用植物，为保护和利用濒危作物多样性、被忽视的粮食物种和粮食遗产提供支持。

v 作为与英国、德国和巴西的合作伙伴共同开展的亚马逊雨林生物文化遗产长期项目的一部分，里奥内格罗土著组织联合会的研究人员参观了我们的收藏。

举措 5.2：千年种子库伙伴关系 Millennium Seed Bank Partnership

目标：加强全球植物保护网络，为生物多样性丧失提供解决方案 

我们将维护和加强千年种子库伙伴关系，继续在伙伴国家和地区之间以及在伙伴国家和地区内部开展工作，以提供信息、维持和加强影响。我们将确保任何植物都不在保护之列--将珍稀、受威胁和有用植物（包括其他植物）的种子储存起来，加深我们对低温保存的理解和利用，保持我们在种子生物学和多样性研究方面的世界领先地位，并支持全球保护倡议。

在 MSBP 种子保存标准的推动下，采集质量将成为我们工作的重中之重，确保高质量的采集和最佳的保存条件，并通过知识和专业技能的共享帮助合作伙伴提高这方面的能力。我们的目标将以优先考虑收藏的质量和多样性以及支持以假设为导向的研究为原则。我们还将提高收藏的易访问性和易用性，保持种子库记录的准确性和可访问性，并在项目规划期间与收藏的未来用户进行接触。

我们将扩大我们在恢复方面的影响，开发与恢复相关的专业知识（例如，确定优先野生物种、共享繁殖协议、研究种子引种、扩大本地种子供应链），并与恢复社区合作。我们将支持合作伙伴开发可用于恢复的材料，提高人们对野生植物种子在恢复、林业和农业中的应用的认识。我们将通过开发重视自然资本、可持续发展和改善生计的种子保护项目，支持英国积极开展恢复工作，并在全球范围内保护植物多样性。

预期成果 Deliverables:

v 加强世界植物群的异地保护。我们将以英国以及生物多样性丰富和面临威胁较多的地区为重点，长期保护世界植物区系。我们每年将收集 2,000 份种子，并将其数据添加到 MSBP 数据仓库中，同时还将收集仅在原产国保存的另外 300 份种子的数据。在可能的情况下，这些数据将包括每个物种的多个种子采集，以增加保存的遗传多样性。我们还将探索保护不产种子或无法在标准种子库条件下储存的 "特殊 "物种的方案，并支持全球种子信息设施的发展（举措 2.3）。

v 改善恢复成果。通过调动 MSBP 的收藏、数据和苗圃繁殖知识，我们将通过以下方式帮助改善恢复成果：i) 建立一个门户网站，用于访问全球野生植物种子和其他活体材料的入选数据；ii) 制定工作流程，为恢复工作大规模提供本地物种、受威胁物种和重要物种的种子。

v 扩大培训和技术支持。我们将开展年度种子保存技术培训，并根据最新的最佳做法对 MSBP 种子保存标准进行年度审查和更新。将与所有活跃的 MSB 合作伙伴一起，在五年滚动时间内完成对 50%合作伙伴的标准审查。

举措 5.3： 教育与培训 Education and Training

目标：通过伙伴关系提供世界一流的研究生教育和培训 

邱园拥有丰富的收藏、数据库、科学专业知识和全球合作伙伴网络，这为我们在教育和培训方面发挥领导作用提供了独特的机会。我们目前的跨学科计划将分类学和进化生物学与保护科学以及自然资本的评估和提高相结合，从而提高人们对植物和真菌、它们之间的相互作用以及它们与人类生活和生计的相关性的认识。我们的目标是在英国和全球范围内扩大对下一代植物和真菌科学家的培训，并鼓励和激励我们的学生迎接社会所面临的挑战。

我们的目标是进一步开发大学水平和专业培训的综合计划，同时确保公平地获得我们的课程，利用最合适的技术和资源提供一致的培训方法，为提供高质量的教学和监督提供支持，并确保在我们的科学优先事项中采用无障碍的学习方法。

我们将提高邱园皇家学院作为研究生教育机构的地位，培养能够跨学科、跨地域工作的生物多样性专家，帮助阻止全球生物多样性的减少。我们将与一流大学合作，建立一个研究生培训中心，为植物和真菌科学、分类学、保护和可持续发展领域培养训练有素的专业人才，重点是跨学科培训。

预期成果 Deliverables:

v 新的专业培训机会。这将包括为邱园科学中心制定为期一年的国际研究生培训计划，每年提供六名具备生物多样性科学支持关键技能的专业生物多样性专家。

v 扩大我们的硕士学位课程。 我们将继续与伦敦玛丽皇后大学合作提供硕士学位课程，并合作开设更多的硕士学位课程，每年培养 50 多名硕士毕业生。我们还将扩大课程的覆盖面，让更多不同的学生都能学习。

v 发展 博士培训计划。我们将加强为英国和海外博士生提供的服务，通过博士生指导、培训和使用邱园 的资源，扩大生物多样性科学关键技能和培训的范围。我们的目标是到 2025 年，工作人员共同指导 100 名博士生。

举措 5.4： 加强商业合作伙伴关系 Enhancing Commercial Partnerships

目标：支持生物多样性进入贸易领域的可持续利用

商业创新部门支持开发具有商业潜力的创新理念，通过植物和真菌生物多样性的可持续利用，造福社会和经济。这些想法是通过产业和学术合作开发的。它们以邱园在植物和真菌生物多样性方面的广泛知识为基础，同时也利用我们的全球合作者网络，使来源国从利用其生物多样性中受益。

项目范围各不相同，从药物开发到栖息地恢复。我们擅长的一个领域是对商业销售的植物和相关植物衍生产品进行鉴定，帮助公司处理掺假和劣质材料进入贸易的问题。这项工作利用了我们广泛的专家鉴定标本收藏，并受益于我们所擅长的多种学科，包括分类学、分子鉴定、天然产品化学和进化生物学。

土地使用的变化和气候变化正在影响许多植物和真菌产品的供应。我们可以帮助公司寻找具有特殊化学成分的新物种来源，并确定如何优化供应链，同时确保可持续发展和道德实践，并遵守国际公约和协议。

预期成果 Deliverables:

v 扩大主要商业关系。我们将增加与我们合作的植物和真菌产品公司的多样性，包括制药、修复、虫害防治、个人保健和天然提取物供应商等不同行业的公司。

v 增加产品中使用的植物和真菌的多样性。通过与商业伙伴和原产国供应商合作，我们将增加可持续来源的植物和真菌在产品中的商业应用多样性。

v 为商业机会建立创新平台。我们将建立一个以生物多样性为重点的项目组合，这些项目将贯穿不同的科学倡议，并通过咨询和以商业为重点的研究与开发建立不同类型的伙伴关系。通过这些伙伴关系，我们将提高公众对自然重要性、生物多样性危机和潜在解决方案的认识。

案例研究： 千年种子库伙伴关系

每五种植物中就有两种濒临灭绝，植物多样性的丧失速度是植物基本灭绝速度的 500 倍。不幸的是，植物面临的许多威胁并不局限于保护区的边界（如气候变化、污染、入侵物种），这意味着需要在自然栖息地之外进行保护。20 多年来，千年种子库一直在为野生植物的灭绝提供保险，我们与合作伙伴一起通过种子库保护了 48,000 多个物种。培训是我们伙伴关系的核心，我们培训了 2000 多名从业人员，为 97 个国家和地区以及 250 多个组织提供了技术支持。通过保护包括濒危物种、有用物种和特有物种在内的各国植物区系，我们正在为当前的生物多样性危机提供解决方案，并为今后世世代代应对其他全球性挑战提供解决方案。

 5 落实科学优先事项Delivering our Scientific Priorities

调整和基础设施 Alignment and infrastructure

根据科学优先事项调整部门结构，是通过科学创新、卓越成就和现实影响最大限度地履行邱园使命的最佳方式。

五个科学优先事项将通过三个部门来实现，这三个部门是在当前战略的第一年（2021 年）成立的： 研究部、伙伴关系部和科学运营部。研究部负责优先事项 1 至 4 的实施，伙伴关系部负责优先事项 5 的实施。科学运营部的工作重点是实现科学优先事项目标所需的收藏、基础设施和服务，以及合作伙伴战略，如《2018-2028 年科学收藏战略》。员工在各个优先事项中贡献自己的专业知识，确保蕴藏在邱园科学中的知识和经验得到充分利用。

科学运营部门的主要组成部分包括科学收藏、图书馆和档案馆、科学服务和实验室（见方框1），以及邱园马达加斯加保护中心运营部--后者为我们在马达加斯加的团队提供支持，RBG邱园在那里建立了一个长期基地，在一个受到严重威胁的巨型生物多样性环境中对抗生物多样性的丧失。

邱园的的科学组织结构于 2021 年启动 结构与五个战略重点和的业务需求相一致，以最大限度地扩大影响和交付落实 

实现我们战略的业务优先事项包括 Operational priorities for the delivery of our strategy include:

v 推进科研区的开发和筹资工作（见专栏 2）。

v 简化支持邱园科学工作的关键业务流程并使之数字化，从而实现有效的场内外工作。

v 努力使实验室获得国际标准化组织（ISO）的认证。

v 开发并实施新的拨款管理系统，为 邱园外部研究收入的持续增长提供支持。

v 提供新的在线学习和培训课程，内容包括健康与安全、野外工作技能、保护政策和研究补助金。

v 实施研究伦理政策，包括公平对待语言、出版、开放数据、作者身份和植物命名。

v 建立影响国家和国际生物多样性政策的网络。

v 在邱园设立植物科学大使计划，为年轻人的生活带来植物和真菌，激励下一代科学家。

分享邱园的科学 Sharing our science

科学交流与我们所做的一切密不可分，是我们向社会传递使命和研究成果的机制。对我们的科学进行有效和包容的内部和外部传播，是优先事项取得成功和产生影响的必要条件。科学部门的工作人员将继续与整个组织的同事密切合作，扩大科学研究的影响范围，宣传科学使命的重要性。我们的目标是激励不同受众了解、重视、可持续利用和保护生物多样性。在努力实现更加可持续的未来的过程中，我们都是解决方案的一部分。

我们致力于公平、公正地分享我们的知识，提高透明度，并将科学传播作为实现这一目标的战略工具。我们将探索创新的科学传播方式，启发和影响全球社会各界。我们将努力保持并增加我们在社交媒体上的活跃度，重点关注互动在线平台，并利用我们的科学知识，通过虚拟和现场活动更有效地吸引受众。作为一个面向公众的组织，我们每年有 200 万访问者和大量的网络用户，我们有潜力彻底改变全世界对植物和真菌的讨论和评价方式。

专栏2：科研区 Science Quarter

作为未来展望的一部分，我们已承诺为建立未来植物和真菌科学的全球卓越中心所需的基础设施和技术寻求投资。这一愿景将通过 “科研区” 来实现。 “科研区” 将为我们在邱园和维克赫斯特（Wakehurst）的收藏、资源、科学家和学生创造创新的新空间。这将为我们的科学质量和全球影响力带来长期的阶跃变化，从而实现我们的使命和战略。

科研区将为以发现为导向的植物和真菌科学提供一个合作平台，为当今世界面临的重大挑战寻找解决方案。科研区将提供一个重视和支持所有居住者的工作环境，吸引世界一流的科学家和学生，强化邱园科学园在全球植物和真菌研究领域的独特作用，并支持英国政府实现其确保英国成为全球科学创新领导者的目标。

科研区的发展与 邱园 的核心目标和法定职能息息相关--保护国家收藏，确保所有人都能接触到这些收藏，并将其用于造福人类。

6 科学收藏  The Science Collections

以收藏为基础的研究 Collections-based research

邱园收藏的杰出科学收藏记录了植物和真菌在时间和空间多样性，并提供了无与伦比的证据基础，可用于解决从气候变化到食品安全和人类健康等当代问题。因此，以收藏为基础的研究对邱园的总体使命至关重要，即为

了人类的福祉和地球上所有生命的未来，了解并保护植物和真菌。

研究不是在真空中进行的，了解过去发生的事情对于理解现在和预测未来可能发生的事情至关重要。邱园的标本收藏包括干燥的植物和真菌标本、种子、DNA 和组织样本、木材横截面、液浸和离体样本、显微切片以及记录人类使用植物的经济植物学文物。它们为植物和真菌的多样性以及过去和现在的使用提供了证据，让我们能够了解物种的多样性和分布在未来可能发生的变化。

除了科学标本，图书馆和档案馆的收藏还提供了背景资料--它们是如何被收集的以及收集的原因。它们记录了数百年来人类关于植物和真菌及其分布、特性和用途的知识。档案馆还记录了邱园的历史及其在全球植物园和个人网络中的核心作用。邱园 的活植物收藏是对这些资源的补充，为研究、保护和教育提供了历史背景和当代资料来源。邱园科学收藏战略（2018-2028年）、活植物收藏战略（2019年）以及图书馆和档案战略（目前正在编制中）全面介绍了邱园收藏的广度和深度。

面向未来的收藏管理 Managing the collections for the future

邱园收藏的规模和范围在全国乃至全球都具有重要意义和相关性。它们必须在未来保持这种相关性，促进我们完成使命，同时继续满足更广泛的研究领域和其他利益相关者的不同需求。我们将：

v 制定涵盖邱园科学、图书馆、插图和档案馆收藏的收藏发展政策，将当前的收藏活动与本文件中列出的优先事项和倡议联系起来。该政策还将概述负责任和合乎道德的采购和管理原则 

v 确保与邱园合作并为我们的收藏做出贡献的不同国家和文化得到准确、公平的代表性，并能够访问邱园的收藏数据

v 迅速行动，重新审查我们的收藏，承认并解决任何剥削或种族主义遗留问题，并围绕这些问题制定适当的说明。

邱园的收藏是一项长期投资。它们需要精心照料和维护，一旦损坏或毁坏，将无法弥补。我们将以博物馆和档案馆服务认证为目标，确保所有收藏都达到适当的标准，对于不符合认证条件的收藏，包括图书馆、种子和 DNA/组织收藏，我们也将采用类似的标准和流程。认证为评估馆藏和管理提供了一个基准，使程序和政策正规化，有利于满足用户的需求和兴趣，并有助于提高工作人员的技能。我们还将为邱园马达加斯加保护中心管理的收藏制定发展计划。我们在马达加斯加的长期目标是全面收集所有植物和真菌物种的高质量地理参考样本，并向马达加斯加和其他国家的研究人员提供副本。

随着有关获取遗传资源和利益分享的立法不断发展，我们的目标是与合作伙伴共同制定最佳做法，并采用新方法简化行政要求，确保程序快速、高效、公平和透明。我们还将根据不断演变的植物健康立法，制定处理保存收藏的最佳做法。我们将通过科学收藏分布式系统研究基础设施与英国和欧盟的合作伙伴合作，制定收藏管理和数字化方面的共同标准。

预期成果 Deliverables:

² 改进对收藏的数字化访问（与优先事项 3 相结合），同时在需要时仍提供对标本的实际访问。

² 根据对世界其他收藏机构的差距进行的全面分析，制定有针对性的收藏计划 （与所有五个科学优先事项相结合）（与优先事项 4 相结合）

² 加强对收藏的利用，为物种和生态系统的保护和恢复提供信息 

² 通过发展 “邱园冰冻圈”，加强迁地保护（与优先事项 2 相结合）

² 有关收藏及其使用的子战略和政策，包括图书馆和档案战略（2022 年）、收藏开发政策（2022 年）、有关收藏中冒犯性语言的机构政策（2022 年）、标本 馆手册（2022 年）、马达加斯加收藏开发计划（2023 年）、保存植物和真菌收藏的植物健康指南（2023 年）以及归还和数据共享政策（2023 年）

² 对标本室、真菌室、经济植物学和插图收藏进行博物馆认证（2025 年），对档案进行档案服务认证（2025 年）。

7 邱园的目标与举措 

在本战略中我们提出了了解、保护和可持续利用生物多样性的宏伟计划，其中包括许多我们在现有资源和资金条件下已经有望实现的目标。要全面实现我们的愿景，需要对我们的人员、资源和基础设施进行投资，我们将积极为我们的世界级科学研究寻求各种资助机会。（略）

Royal Botanic Gardens, Kew. (2021). Science Strategy 2021-2025. Royal Botanic Garden DOl: https://doi. org/10.34885/rbgkewsciencestrategy2021