غوانغمينغ ديلي، بكين، 6 نوفمبر: علم المراسل يانغ شو من معهد شنتشن للجينوم الزراعي التابع للأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية (فرع شنتشن من مختبر لينغنان لعلوم وتكنولوجيا الزراعة الحديثة في قوانغدونغ) أن فريق تشو يونغ فنغ من المعهد اقترح طريقة باستخدام الذكاء الاصطناعي لإجراء زراعة العنب، بالمقارنة مع الطرق التقليدية، يمكن لطريقة التربية الجديدة أن تزيد من كفاءة التربية بمقدار 4 مرات وتقصر دورة تربية العنب بشكل كبير. ومن المتوقع أن يحقق هذا البحث تصميمًا دقيقًا وتربية العنب، وتسريع ابتكار أصناف العنب، وتوفير مرجع منهجي لتربية المحاصيل المعمرة الأخرى. ونشرت نتائج الأبحاث ذات الصلة في المجلة الدولية "Nature Genetics" في 4 نوفمبر.
وقال تشو يونغ فنغ، الباحث في معهد شنتشن للجينوم الزراعي التابع للأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية، إن العنب محصول معمر وتستغرق زراعة بذور العنب حوالي ثلاث سنوات من الإنبات إلى الإثمار. ولكن إذا كنت ترغب في زراعة أصناف جيدة من العنب، فسوف يستغرق الأمر وقتًا أطول. في الوقت الحاضر، لا تزال الطريقة الرئيسية المختارة في مجتمع التربية هي التهجين. غالبًا ما تتطلب هذه الطريقة عقودًا من الفحص وتتطلب قدرًا كبيرًا من العمل، علاوة على ذلك، نظرًا لجينوم العنب المعقد للغاية، غالبًا ما يكون التأثير الهجين للنسل ليست مثالية بعد التهجين.
منذ القرن الحادي والعشرين، اقترح المربون التربية الجزيئية، التي تحلل وتتنبأ بناءً على بيانات التباين الوراثي الضخمة للجينوم لتحسين كفاءة ودقة التربية. ومن بينها، يعد الحصول على بيانات شاملة ودقيقة عن جينوم المحاصيل أمرًا أساسيًا.
بدأ فريق تشو يونغفنغ التركيز على تربية تصميم العنب في عام 2015، وأصدر أول خريطة جينوم مرجعية كاملة للعنب في عام 2023. بعد ذلك، واصل الفريق عملية التسلسل والتجميع، وقام ببناء أول جينوم العنب الأكثر شمولاً ودقة حتى الآن.
من أجل زيادة توضيح العلاقة بين جينات وسمات العنب، اختار فريق تشو يونغ فنغ أكثر من 400 نوع من أصناف العنب التمثيلية من حوالي 10000 نوع من العنب، وأجرى 29 اختبارًا لمدة ثلاث سنوات متتالية، بما في ذلك حجم الأذن ولون البشرة وما إلى ذلك. تم فحصها وتم إنشاء خريطة التركيب الوراثي للعنب وخريطة السمات. وعلى هذا الأساس، استخدم فريق تشو يونغفنغ التحليل الجيني الكمي لتحديد 148 موقعًا جينيًا يرتبط بشكل كبير بالسمات الزراعية، منها 122 موقعًا تم اكتشافها لأول مرة.
في مواجهة جينوم العنب وبيانات السمات المذكورة أعلاه، قدم فريق تشو يونغ فنغ تقنية التعلم الآلي في الذكاء الاصطناعي لتحليل العلاقة الشبكية المعقدة بين النمط الجيني وبيانات السمات، وقام ببناء أول نموذج اختيار على مستوى جينوم العنب. بالمقارنة مع التهجين، الذي يتطلب الحكم على النمط الظاهري للعنب بعد النضج، يمكن لنموذج التكاثر المتسلسل للجينوم الكامل استخدام برامج الكمبيوتر للتنبؤ بسمات العنب بعد النضج خلال مرحلة الشتلات. أظهرت النتائج أن دقة التنبؤ لنموذج التنبؤ بالدرجات المتعددة الجينات الذي يجمع معلومات التباين الهيكلي تصل إلى 85٪.
من خلال هذا النموذج، يمكن لخبراء التربية أن يقيموا بسرعة ودقة الإمكانات الوراثية لكميات كبيرة من مواد تربية العنب لاختيار أصناف متفوقة بشكل أفضل. وفي الوقت نفسه، يتم التخلص من الشتلات التي لا تستوفي الشروط في أقرب وقت ممكن، مما يقلل من الاستثمار غير الضروري في التكلفة ويحسن بشكل كبير كفاءة تربية العنب. في الوقت الحاضر، تم تطبيق نتائج الأبحاث ذات الصلة وتم الموافقة على 6 براءات اختراع وطنية وتم تقديم طلب للحصول على براءة اختراع دولية واحدة.