Генная селекция с ИИ - новая дисциплина биологической науки для революционных изменений в сельском хозяйстве

Селекция на основе генов (GBB) с использованием искусственного интеллекта является развивающимся направлением, которое предлагает преобразовательный подход к селекции растений и животных, демонстрируя удивительную предсказуемость, скорость и экономическую эффективность.

В обзоре, опубликованном в журнале Tropical Plants, подчеркивается влияние GBB на улучшение генетики сельскохозяйственных культур и домашнего скота, а также закладывает основу для молекулярно-точного сельского хозяйства и медицины.

Интеграция геномики в селекцию и здравоохранение может значительно улучшить качество и эффективность глобальных поставок продовольствия и медицинских услуг, ознаменовав решающий переход от традиционных методов к более целенаправленным стратегиям, основанным на генах.

На фоне быстрого роста населения планеты и изменения климата производство достаточного количества продовольствия становится важнейшей задачей. Резкие изменения климата, такие как повышение температуры и непредсказуемые осадки, вынуждают сельскохозяйственный сектор искать инновационные способы поддержания и увеличения поставок продовольствия. Разработка генетически улучшенных сортов сельскохозяйственных культур и пород домашнего скота предлагает устойчивое решение.

Селекция на основе генов, GBB, использует сложный искусственный интеллект для оптимизации каждого этапа цикла размножения — от выбора родителей до оценки потомства — используя генетические маркеры, такие как SNP и InDels, для принятия решений.

Этот подход значительно превзошел традиционные методы с точки зрения скорости, точности и экономической эффективности. Особенно примечательно применение GBB для хлопчатника и кукурузы, где метод сыграл важную роль в увеличении длины волокна и урожайности зерна. По хлопчатнику исследования с применением GBB достигли точности прогнозирования длины волокон 0,83–0,86, что тесно коррелирует с фактическими фенотипами и демонстрирует превосходную эффективность. Аналогично, в отношении кукурузы интеграция GBB позволила прогнозировать урожайность зерна инбредных линий и характеристики гибридов F1 с высокой надежностью, обеспечивая существенное улучшение по сравнению с традиционными методами селекции.

Более широкое приложение GBB для точного молекулярного сельского хозяйства и медицинской науки предполагает, что эта технология может произвести революцию в областях, выходящих за рамки сельского хозяйства. Например, возможность адаптации этих методологий к медицине человека и ветеринарии может привести к прорыву в генотипической медицине, предлагающей более персонализированные и эффективные методы лечения, основанные на генетических профилях.

По словам исследователя исследования профессора Хун-Бин Чжана, «GBB может стать революционной технологией для селекции всех полевых культур, овощных культур, плодовых деревьев как для чистых сортов, так и для гибридов, но на сегодняшний день создана только предварительная система GBB для кукурузы и хлопчатника. Необходимы дополнительные исследования для создания надежных систем GBB, которые подходят для улучшения селекции в различных средах и популяциях в современных программах селекции».

В целом, в обзоре подчеркивается, что GBB представляет собой новаторское достижение в генетической науке, способное значительно повысить как сельскохозяйственную производительность, так и медицинские методы лечения посредством точных генетических манипуляций и анализа.

Источник: https://www.agroxxi.ru