Стратегия селекции на основе ИИ направлена на развитие малораспространённых культур для продовольственной безопасности

Глобальный рост населения и изменение климата угрожают сельскохозяйственному производству, и текущая продовольственная система, вероятно, не сможет удовлетворить будущий спрос. Хотя в пищу пригодно более 12 000 видов растений, мировая агрокультура зависит от узкого набора культур: около 30 видов обеспечивают 95% мировых калорий, что создаёт уязвимую и однородную систему.

Новая перспектива команды профессора Сюй Цао из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук предлагает укрепить продовольственную безопасность за счёт развития малораспространённых (orphan) культур — видов с большим биоразнообразием, питательной ценностью и местной адаптивностью.

Исследователи системно проанализировали сельскохозяйственную ценность этих культур и ключевые проблемы, предложив стратегию селекции на основе ИИ для ускорения их улучшения и раскрытия потенциала. Исследование опубликовано в Nature Communications 26 ноября.

К малораспространённым культурам относятся зерновые (например, фонио и теф), бобовые (коровий горох), а также регионально важные овощи, фрукты, волокнистые и масличные культуры. Они ценны за устойчивость к стрессам, богатый питательный профиль и видовое разнообразие. Их интеграция в mainstream может улучшить питательную безопасность, климатическую устойчивость и агробиоразнообразие.

Однако из-за ограниченных инвестиций в исследования и отсутствия инновационных систем селекции многим таким культурам не хватает высокоурожайных, качественных и стабильных сортов, что сдерживает их широкое внедрение.

Для преодоления этих барьеров команда профессора Сюй Цао предложила интегрированную стратегию DSAP, объединяющую:

• De novo доместикацию — использование геномного редактирования для быстрого введения желаемых признаков с сохранением устойчивости к стрессам.
• Ускоренную селекцию (speed breeding) — использование контролируемых условий и увеличенного фотопериода для сокращения времени генерации.
• Феномные технологии на основе ИИ — для высокопроизводительного и точного отбора элитных линий.

Вместе эта система может ускорить инновации в зародышевой плазме, оборот поколений и оценку сортов, решая ключевые узкие места традиционной селекции.

Исследователи подчеркнули, что улучшение малораспространённых культур предлагает многогранную стратегию для повышения разнообразия пищи, её питательного качества и экологической устойчивости. При устойчивых инвестициях в науку и поддерживающей политике эти культуры могут стать важными компонентами будущих устойчивых продовольственных систем.