今年世界計(jì)量日的主題是“計(jì)量順時(shí)代之需，應(yīng)民生之盼。”如今，浸潤于歷史傳承與時(shí)代創(chuàng)新的計(jì)量科學(xué)如同陽光和空氣，無處不在。它不再是“隔行如隔山”的科學(xué)研究、晦澀難懂的冰冷數(shù)據(jù)，而是存在于人類生產(chǎn)生活的方方面面。其實(shí)，生活中吃的每一口飯、喝的每一杯茶，在到達(dá)我們手里之前，都經(jīng)歷了長達(dá)數(shù)月、貫穿多個(gè)維度的精準(zhǔn)計(jì)量。

為了進(jìn)一步促進(jìn)計(jì)量科學(xué)與農(nóng)業(yè)科學(xué)、生命健康、食品安全等領(lǐng)域交叉融合發(fā)展，生命科學(xué)學(xué)院院長徐沛研究員等首次提出了“計(jì)量組學(xué)”（Metrolomics）概念，并于世界計(jì)量日當(dāng)天刊發(fā)于Wiley出版社旗下《Modern Agriculture》雜志。

“計(jì)量組學(xué)”的科學(xué)內(nèi)涵

傳統(tǒng)的計(jì)量研究適合靜態(tài)、可控環(huán)境下的單參數(shù)高精度測量。然而，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，農(nóng)產(chǎn)品、食品的品質(zhì)等通常受到多個(gè)因素共同影響，傳統(tǒng)的孤立測量模式難以揭示全局關(guān)聯(lián)。徐沛解釋，“譬如水分的吸收、肥料的使用和光照條件都會影響水果的甜度。”他表示，高精度甜度檢測只能做到“知其然”，只有進(jìn)一步結(jié)合蛋白組學(xué)、基因組學(xué)等方法挖掘水果甜度變化的機(jī)理才能做到“知其所以然”。

“知其所以然”的實(shí)現(xiàn)，為智慧決策添加了一道強(qiáng)有力的屏障。“計(jì)量組學(xué)”將多維度的組學(xué)信息與溫度、土壤、氣象等環(huán)境信息結(jié)合，將準(zhǔn)確性、一致性、精密性、溯源性、法制性等計(jì)量原則與現(xiàn)有組學(xué)技術(shù)結(jié)合，通過整合產(chǎn)品生產(chǎn)、加工過程的監(jiān)管和質(zhì)量認(rèn)證數(shù)據(jù)，提升數(shù)據(jù)采集和分析過程的可信度。建立基于人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)的智慧決策方式，幫助生產(chǎn)者、加工者、研究人員和政府部門制定最佳生產(chǎn)和監(jiān)管方案。

“計(jì)量組學(xué)”在農(nóng)產(chǎn)食品研究及監(jiān)管領(lǐng)域應(yīng)用的概念展示圖

除了在生產(chǎn)種植環(huán)節(jié)幫助智慧決策，“計(jì)量組學(xué)”還有助于實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品、食品質(zhì)量與安全的精細(xì)化控制。食物的色、香、味在本質(zhì)上是我們的眼、鼻、口對不同生化分子識別后的感官反應(yīng)。通過對這些生化分子進(jìn)行高精度檢測，可以量化評價(jià)食品的風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)食品產(chǎn)地、真實(shí)性以及品質(zhì)質(zhì)量等多方面的精準(zhǔn)評價(jià)。“這種量化的評價(jià)方式不僅可以解決如江西、四川和湖南等地對不同‘辣’味的分歧，還可為市場監(jiān)管提供有力檢測工具，提高食品供應(yīng)鏈的透明度、問責(zé)性和信任度。”徐沛說。

“計(jì)量組學(xué)”還通過完善食品生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化來提升品質(zhì)的穩(wěn)定性，同時(shí)在全球范圍內(nèi)的科技合作方面也發(fā)揮著積極作用。智慧傳感作為一門新興學(xué)科，結(jié)合了生物傳感、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等尖端技術(shù)，但由于研究者們的傳感器遵循各自的數(shù)據(jù)采集和分析標(biāo)準(zhǔn)，無法快速整合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。為此，“計(jì)量組學(xué)”提出通過制定國際通用的測量規(guī)范、數(shù)據(jù)共享協(xié)議與AI模型驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)，確保從基因研究到生產(chǎn)實(shí)踐的全球協(xié)作銜接。

“計(jì)量組學(xué)”概念的提出為全球農(nóng)業(yè)與食品行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展提出了一條有競爭力的發(fā)展道路，其核心價(jià)值在于打破學(xué)科壁壘，將生物、環(huán)境、技術(shù)與數(shù)據(jù)科學(xué)深度融合，為決策者提供“可量化、可追溯、可預(yù)測”的系統(tǒng)支持，充分發(fā)揮計(jì)量科技在保障國計(jì)民生中的重要作用。

生命科學(xué)學(xué)院呂晨澤副教授為本文第一作者，徐沛研究員為通訊作者，滕勝研究員、上海師范大學(xué)戴紹軍教授參與了本文思路研討，研究生周雨菲、程宇蘇參與了論文撰寫。