光明日報、北京、11月6日：楊爾記者は、中国農業科学院深セン農業ゲノミクス研究所（嶺南現代農業科学技術広東研究所深セン分院）から、同研究所の周永峰氏のチームがゲノム解析手法を提案したことを知った。人工知能を活用したブドウ栽培は、従来の方法と比べて繁殖効率が4倍に向上し、ブドウの育種サイクルを大幅に短縮することができます。この研究は、ブドウの正確な設計と育種を達成し、ブドウ品種の革新を加速し、他の多年生作物の育種に方法論的な参考を提供することが期待されています。関連する研究成果は、11月4日に国際誌「Nature Genetics」に掲載された。
中国農業科学院深セン農業ゲノミクス研究所の研究者、周永峰氏は、ブドウは多年生作物であり、ブドウの種を植えてから発芽までに約3年かかると述べた。しかし、良いブドウ品種を栽培しようとすると、さらに時間がかかります。現在、育種界で選択されている主な方法は依然として交雑育種であり、この方法は数十年にわたるスクリーニングを必要とすることが多く、さらに、非常に複雑なブドウのゲノムにより、子孫の雑種効果が損なわれることがよくあります。交配後は理想的ではありません。
21世紀以降、育種家らは、膨大なゲノム遺伝的変異データに基づいて解析・予測し、育種効率と精度を向上させる分子育種を提案している。中でも、包括的かつ正確な作物ゲノムデータを取得することが重要です。
周永峰氏のチームは2015年にブドウのデザイン育種に注力し始め、2023年にはブドウの初の完全な参照ゲノムマップを公開した。その後、チームは配列決定とアセンブリを継続し、これまでで最初の最も包括的で正確なブドウのパンゲノムを構築しました。
ブドウの遺伝子と形質の関係をさらに明らかにするために、周永峰氏のチームは、1万近くのブドウ品種から400以上の代表的なブドウ品種を選択し、穂の大きさや果皮の色などを含む29回の検査を3年連続で実施した。が調査され、ブドウの遺伝子型マップと形質マップが構築されました。これに基づいて、Zhou Yongfengのチームは定量的遺伝分析を使用して、農業形質に大きく関連する148の遺伝子座を特定し、そのうち122の遺伝子座が初めて発見されました。
上記のブドウのゲノムと形質データに直面して、Zhou Yongfeng のチームは、人工知能に機械学習技術を導入して、遺伝子型と形質データの間の複雑なネットワーク関係を分析し、初のブドウのゲノム全体にわたる選択モデルを構築しました。成熟後のブドウの表現型に基づいて判断する必要がある交雑育種と比較して、この全ゲノム配列育種モデルは、コンピュータソフトウェアを使用して、苗の段階で成熟後のブドウの形質を予測することができます。その結果、構造変異情報を組み合わせた多重遺伝子スコア予測モデルの予測精度は85％にも達することが示された。
このモデルを通じて、育種の専門家は、大量のブドウ育種材料の遺伝的可能性を迅速かつ正確に評価し、優れた品種をより適切に選択することができます。同時に条件を満たさない苗木は早期に排除することで、無駄なコスト投資を削減し、ブドウ育種の効率を大幅に向上させます。現在、関連する研究成果が出願され、国内発明特許6件、国際特許1件が承認されている。