农业文明在范围内独立地兴起了好几次。较早的之一发生在肥沃月湾，即底格里斯河和幼发拉底河流域，在彼时彼地演化了七大基本作物的种植：单粒小麦，小麦，二粒小麦，大麦，小扁豆，豌豆，苦野豌豆和鹰嘴豆。与此同时，在遥远的中国中部的长江流域，则进入了水稻种植时期；而在中北美，逐步兴起了玉米，豆子和南瓜的种植。很明显，在这些早期的农业文明中，种子和谷物的种植是非常流行的。这绝非偶然，因为种子和谷物的营养含量很高，并且能长期保存而不被破坏。随着农业的发展，较终导致了现代文明的兴起。

   令人惊讶的是，时至今日，我们仍然对种子作物依赖如初。根据联合国食品和农业组织的统计资料，人类饮食中的卡路里大约有50%直接来自于谷物。这个数据代表了近几十年来人类对谷类作物依赖的一个下降趋势，主要的原因是人们从油料种子作物中摄取的卡路里有所增加。家畜类产品，包括奶制品，仅仅占了人类摄取卡路里的13%，这些可以看成是间接来自于种子饲料。因此，大部分人类卡路里的摄取仍然来自种子作物。

   种子科学从为像当前这样面临着如此重大的机遇与挑战。随着人口的持续增长，燃油成本飙升，气候变化加剧，农业将面对的增长压力来生产较多的食物和生物燃料。对于种子的研究投入要走在不断增长的挑战前面是十分必要的。新的基因组技术使得对于生物系统的研究达到了前所未有的深度与广度。这些技术提供了种子发育和代谢的基本生物学的新观点，形成了通过新的生物育种技术培育新种子的新策略。

   种子生物学既迷人且复杂。种子必须能在较度干旱的状态下存活，并且在条件不适宜的条件继续保持休眠状态，直到感受到适宜的环境条件，然后激活代谢过程启动萌发。种子的发育包含了三个在遗传学上截然不同的实体——胚，胚乳和母体——的协同发育。胚代表了下一代植物的发生；胚乳是一个支持组织，给胚甚至是萌发中的小苗提供营养；而母体组织则提供种皮和果皮，为种子提供保护。在灌浆期，存储物质积累，而在种子成熟过程中，组织获得了高度特化的能力，使得种子能在干旱等不利条件下存活。种子能给萌发中的小苗提供营养，直到小苗自己建立起了光合系统并能够自己产生光合产物。这些存储物质包括淀粉，油，蛋白和无机物，它们使得种子和粮食作物一样有营养价值。

   “基因组学是现代农业发展的‘火车头’，是推动我国种业跨越式发展的‘发射台’，是发展我国农业大数据战略的‘孵化器’。”黄三文表示，基因组学是人类基因组项目“催生”的，该项目催生了大规模并行测序技术相继问世，使得测序成本大幅下降，这些年来测序成本降低了100万倍，发展速度较过了摩尔定律。农业的基本属性之一是生物性，而生物的基本属性又由其基因组决定。 

   种子表型组渗透到育种的全过程。常规的育种是经验艺术和经典遗传学的结合，表型组学研究结合全基因组设计育种结合将重新定义育种的方法论，把育种由经验指导的实践转化为信息学的实践，实现自由育种。 

   目前种子基因组学已经发展到了一个新的高度，种子表型组学研究方兴未艾，把基因组学和表型组学进行关联已经成为一个趋势。

种子表型组学的机器视角

高能成像：X射线（CT）断层摄影术：

种子无损三维成像-德国便携式CT三维成像系统CT portabl

无损测量种子整体形状大小、胚芽胚乳的大小测量、种皮厚度测量、种子空腔形状和大小测量等等。

种子表型组学的机器视角

高能成像：X射线（CT）断层摄影术：

种子无损三维成像-德国便携式CT三维成像系统CT portabl

无损测量种子整体形状大小、胚芽胚乳的大小测量、种皮厚度测量、种子空腔形状和大小测量等等。