Специалисты из Китайской академии сельскохозяйственных наук разработали искусственный интеллект, способный значительно сократить сроки выведения новых сортов пшеницы, риса и кукурузы. Эта система прогнозирует, как именно изменение конкретных генов отразится на внешних и хозяйственных характеристиках будущих растений.
Алгоритм моделирует процесс экспрессии генов — то есть то, как наследственная информация проявляется в виде конкретных свойств у растения. Благодаря этому можно целенаправленно формировать сорта с заданными свойствами, например, устойчивые к засухе или дающие повышенный урожай.
Руководитель исследования Лу Цзэфу отметил особую ценность разработки в решении проблемы «антагонизма свойств», с которой селекционеры сталкиваются на протяжении десятилетий. Речь идет о том, что улучшение одного качества нередко ведёт к ухудшению другого. Эта трудность связана с плейотропией — явлением, при котором один ген влияет сразу на несколько характеристик, причём зачастую в противоположных направлениях. В качестве примера он привёл ген IPA1 у риса: при умеренном уровне активности он увеличивает размер соцветий, но при сильной экспрессии в побегах снижает общее их количество.
Новая система анализирует, как гены работают в разных тканях растения, и определяет наилучшие точки для редактирования ДНК. Уже подтверждена её эффективность при работе с пшеницей — культурой с исключительно сложным геномом, который превосходит геном риса в 40 раз и в пять раз больше человеческого. В дальнейшем технологию планируют адаптировать и для других сельскохозяйственных культур.
