Komputer pomoże udoskonalić odmiany upraw

Naukowcy z Syngenta University Centre w Imperial College London skonstruowali nowe komputerowe narzędzie, które pomoże naukowcom przewidywać reakcję roślin na zmienne warunki środowiskowe, co pomóc ma rolnikom zwiększyć plony.

Naukowcy z całego świata starają się odkryć odmiany zbóż odporne na suszę, czy pestycydy, które będą przyjaźniejsze środowisku naturalnemu. Jednakże, by osiągnąć ten cel, muszą wiedzieć jak rośliny reagują na działanie różnych chemikaliów, czy zmiennych warunków środowiskowych.

„Wierzymy, że nasze komputerowe narzędzie zrewolucjonizuje badania nad rozwojem rolnictwa, czyniąc ten proces szybszym niż jest dziś, korzystając z metod tradycyjnych.” – stwierdził profesor Stephen Muggleton, dyrektor centrum z Imperial College London. „Mamy nadzieję, że nasza nowa technologia pomoże w efekcie rolnikom produkować odporniejsze i bardziej odżywcze odmiany upraw.” – dodał.

Naukowcy skonstruowali prototyp urządzenia i poddają je aktualnie testom. Według jej twórców, urządzenie jest w stanie w przeciągu minut, a nie miesięcy, przeanalizować, które geny odpowiadają za poszczególne procesy wewnątrz rośliny i jak ze sobą współpracują.

Narzędzie wykorzystuje metodę programowania komputerowego, które polega na uczeniu się maszyny. Jest to zestaw wyrafinowanych algorytmów, które umożliwiają komputerowi uczenie się w oparciu o dane poddane analizie. Według naukowców, narzędzie rozpoznaje w danych złożone wzorce, które w rzeczywistości są informacjami o biologii roślin. Dotąd znalezienie tych informacji zajmowało całe miesiące, a niekiedy nawet lata.

Zdolność maszyny do uczenia się oznacza, że będzie ona mogła analizować różne rośliny, nawet wtedy, gdy brak będzie części informacji dotyczących pewnych aspektów funkcjonowania rośliny.

Według naukowców, poprzednie metody matematycznego modelowania zachowania roślin były czasochłonne i trudne do zrealizowania, gdyż bez kompletu informacji dotyczących rośliny, modele stają się nieprecyzyjne.

W ramach pierwszego projektu wykorzystującego nowe narzędzie, naukowcy będą analizować jak różne geny wpływają na twardość i smak miąższu pomidorów, i jak skórka zmienia kolor z zielonego na czerwony.

Naukowcy mają nadzieję, że umożliwi im to stworzenie odmian pomidorów, które będą smaczniejsze, wcześniej będą czerwienieć, oraz później będą mięknąć, dzięki czemu łatwiej je będzie transportować.

Zespół przygotowuje również inny projekt, polegający na testowaniu bezpieczeństwa pestycydów opracowywanych przez Syngenta, zanim te wejdą do produkcji. Narzędzie to pozwoli naukowcom skonstruować modele, które pokażą, na przykład, czy określony pestycyd będzie miał wpływ na metabolity, które są odpowiedzialne za przetwarzanie energii w roślinie.

(lk)