Большие данные: исследователи IPK удвоили точность прогнозирования урожайности пшеницы
Международная команда исследователей под руководством Института IPK имени Лейбница впервые в крупном масштабе использовала потенциал больших данных в исследованиях растений. Для этого были использованы данные из трёх проектов, чтобы повысить точность прогнозирования урожайности гибридных сортов пшеницы.
«Мы смогли использовать самый большой на сегодняшний день опубликованный набор данных, содержащий информацию почти за десятилетие исследований и разработок по пшенице», — говорит профессор д-р Йохен Райф, руководитель отдела исследований в области селекции IPK. Результаты, которые могут ознаменовать новую эру для селекции растений, опубликованы в журнале Science Advances.
Были проанализированы данные о более чем 13 000 генотипов, испытанных на 125 000 опытных делянок. Для сравнения: в селекционной программе растения ежегодно тестируются на 20 000 делянок. «Нам было ясно, что нам придётся увеличивать размеры популяций, чтобы в конечном итоге разработать устойчивые прогностические модели для урожайности», — отмечает профессор Райф. Усилия окупились: «В нашем исследовании нам удалось удвоить точность прогнозирования урожайности».
Исследовательская группа использовала данные двух предыдущих проектов HYWHEAT (финансируемого Федеральным министерством образования и исследований) и Zuchtwert (финансируемого Федеральным министерством продовольствия и сельского хозяйства), а также программы компании-производителя семян KWS. Основная задача в таких исследованиях — привести информацию к единому уровню качества и тем самым обеспечить совместный анализ. «Поскольку мы с самого начала отвечали за планирование экспериментов, мы смогли спланировать их так, чтобы небольшая часть одних и тех же генотипов всегда тестировалась во всех проектах, что в принципе и позволило провести интегрированный анализ», — поясняет профессор Райф.
Учёный убеждён, что использование больших данных для селекции и исследований растений окупается. «Мы в конечном итоге работали над будущим для всех нас. Нам удалось показать потенциал больших данных для выведения урожайных и стабильных сортов в условиях изменения климата».
Согласно профессору Райфу, текущее модельное исследование имеет значение, выходящее далеко за рамки одной культуры, и, будем надеяться, знаменует культурные изменения в селекции. «Мы смогли показать большие преимущества больших данных для селекции растений. Однако возможности для этого открываются только благодаря доверительному сотрудничеству всех заинтересованных сторон в обмене данными и совместном преодолении вызовов будущего».
В конечном счёте, это также отправная точка для использования искусственного интеллекта (ИИ). «Успешное использование ИИ в селекции и исследованиях растений также зависит от курируемых и всеобъемлющих данных. Наше текущее исследование — важный открыватель дверей на этом пути».