Новый вычислительный инструмент может улучшить сельскохозяйственные культуры и пестициды
Исследователи разрабатывают новый вычислительный инструмент, который поможет предсказывать реакцию растений на различные условия окружающей среды. Это позволит создавать улучшенные сельскохозяйственные культуры, например, более вкусные и долго хранящиеся томаты.
Инструмент станет частью нового Центра Syngenta стоимостью £1.7 млн в Имперском колледже Лондона. В нём исследователи из Имперского колледжа и компании Syngenta будут совместно работать над улучшением сельскохозяйственной продукции.
Цель и принцип работы
Учёные стремятся создавать новые сорта культур (например, устойчивую к засухе пшеницу) и более экологичные пестициды. Для этого необходимо предсказывать, как гены растений отреагируют на различные химические вещества или условия среды.
Прототип инструмента уже создан и проходит тестирование. Он способен за минуты (вместо месяцев) анализировать, какие гены отвечают за различные процессы в растении и как они взаимодействуют. В основе лежит машинное обучение — сложные алгоритмы, позволяющие компьютеру «учиться» на анализируемых данных. Инструмент распознаёт сложные паттерны в данных, находя важную информацию о биологии растений, на поиск которой раньше уходили месяцы или годы.
Преимущества подхода
Возможность машинного обучения позволяет исследователям понимать работу растений, даже если у них нет полной информации об их внутренних процессах. Ранее математическое моделирование поведения растений было трудоёмким и неточным из-за неполных данных.
Первые проекты
- Томаты: Изучение влияния различных генов на
отвердение мякоти, вкус плода и изменение цвета кожицы с зелёного на
красный. Цель — создание сортов, которые:
- Вкуснее.
- Ранее краснеют и позже размягчаются, что облегчает транспортировку.
- Особенно полезны для развивающихся стран, где плохая логистика приводит к быстрой порче.
- Безопасность пестицидов: Тестирование новых пестицидов Syngenta до этапа производства. Инструмент позволит строить модели, показывающие, может ли предлагаемый пестицид, например, влиять на метаболиты, отвечающие за переработку энергии в растении.
Весь разрабатываемый в Имперском колледже программный код планируется сделать публично доступным в течение следующих четырёх лет.
Источник: Imperial College London