Guangming Daily, ปักกิ่ง, 6 พฤศจิกายน: นักข่าว Yang Shu ได้เรียนรู้จากสถาบัน ShenZhen Institute of Agricultural Genomics ของ Chinese Academy of Agricultural Sciences (สาขาเซินเจิ้นของ Lingnan Modern Agricultural Science and Technology Guangdong Laboratory) ว่าทีมงานของ Zhou Yongfeng จากสถาบันเสนอวิธีการ การใช้ปัญญาประดิษฐ์ในการเพาะปลูกองุ่นเมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม วิธีการปรับปรุงพันธุ์แบบใหม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการผสมพันธุ์ได้ถึง 4 เท่า และลดวงจรการเพาะพันธุ์องุ่นลงอย่างมาก การวิจัยนี้คาดว่าจะบรรลุการออกแบบและการปรับปรุงพันธุ์องุ่นที่แม่นยำ เร่งนวัตกรรมพันธุ์องุ่น และให้ข้อมูลอ้างอิงด้านระเบียบวิธีสำหรับการปรับปรุงพันธุ์พืชยืนต้นอื่นๆ ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ในวารสารนานาชาติ "Nature Genetics" เมื่อวันที่ 4 พฤศจิกายน
โจว หยงเฟิง นักวิจัยจากสถาบันจีโนมิกส์การเกษตรแห่งเซินเจิ้น สถาบันวิทยาศาสตร์การเกษตรแห่งประเทศจีน กล่าวว่าองุ่นเป็นพืชยืนต้นที่ใช้เวลาประมาณ 3 ปีในการปลูกเมล็ดองุ่นตั้งแต่งอกจนถึงติดผล แต่ถ้าคุณต้องการปลูกองุ่นพันธุ์ดีก็จะใช้เวลานานกว่านี้ ปัจจุบัน วิธีการหลักที่เลือกในชุมชนการผสมพันธุ์ยังคงเป็นการผสมข้ามพันธุ์ วิธีนี้มักต้องใช้เวลาหลายทศวรรษในการคัดกรองและต้องใช้ภาระงานมาก นอกจากนี้ เนื่องจากจีโนมองุ่นมีความซับซ้อนสูง จึงมักทำให้เกิดผลแบบลูกผสม ไม่เหมาะหลังจากผสมพันธุ์
ตั้งแต่ศตวรรษที่ 21 นักผสมพันธุ์ได้เสนอการผสมพันธุ์ระดับโมเลกุล ซึ่งวิเคราะห์และคาดการณ์โดยอาศัยข้อมูลการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมจำนวนมาก เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความแม่นยำในการผสมพันธุ์ การได้รับข้อมูลจีโนมพืชผลที่ครอบคลุมและถูกต้องถือเป็นสิ่งสำคัญ
ทีมงานของโจว หยงเฟิงเริ่มมุ่งเน้นไปที่การปรับปรุงพันธุ์องุ่นในปี 2558 และเผยแพร่แผนที่จีโนมอ้างอิงที่สมบูรณ์ขององุ่นชุดแรกในปี 2566 ต่อจากนั้น ทีมงานยังคงจัดลำดับและประกอบต่อไป และสร้าง pan-genome องุ่นที่ครอบคลุมและแม่นยำที่สุดแห่งแรกจนถึงปัจจุบัน
เพื่อชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่างยีนและคุณลักษณะขององุ่นให้ชัดเจนยิ่งขึ้น ทีมงานของโจว หยงเฟิงได้เลือกพันธุ์องุ่นที่เป็นตัวแทนมากกว่า 400 พันธุ์จากองุ่นเกือบ 10,000 สายพันธุ์ และทำการทดสอบ 29 ครั้งเป็นเวลา 3 ปีติดต่อกัน รวมถึงขนาดหู สีผิว ฯลฯ โดยลักษณะทางการเกษตร ได้แก่ ตรวจสอบและสร้างแผนที่จีโนไทป์องุ่นและแผนที่ลักษณะเฉพาะ บนพื้นฐานนี้ ทีมงานของโจว หยงเฟิงใช้การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมเชิงปริมาณเพื่อระบุตำแหน่งยีน 148 ตำแหน่งที่เกี่ยวข้องกับลักษณะทางการเกษตรอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีการค้นพบตำแหน่ง 122 ตำแหน่งเป็นครั้งแรก
เมื่อต้องเผชิญกับข้อมูลจีโนมองุ่นและข้อมูลลักษณะข้างต้น ทีมงานของโจว หยงเฟิงได้แนะนำเทคโนโลยีการเรียนรู้ของเครื่องในปัญญาประดิษฐ์ เพื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์เครือข่ายที่ซับซ้อนระหว่างข้อมูลจีโนไทป์และข้อมูลลักษณะ และสร้างแบบจำลองการคัดเลือกจีโนมทั่วทั้งองุ่นตัวแรก เมื่อเปรียบเทียบกับการผสมข้ามพันธุ์ซึ่งต้องใช้การตัดสินตามฟีโนไทป์ขององุ่นหลังสุก แบบจำลองการปรับปรุงพันธุ์โดยเรียงลำดับจีโนมทั้งหมดนี้สามารถใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เพื่อทำนายลักษณะขององุ่นหลังสุกในระหว่างระยะต้นกล้าได้ ผลการวิจัยพบว่าความแม่นยำในการทำนายของแบบจำลองการทำนายคะแนนหลายยีนที่รวมข้อมูลความแปรผันของโครงสร้างมีค่าสูงถึง 85%
ด้วยแบบจำลองนี้ ผู้เชี่ยวชาญด้านการปรับปรุงพันธุ์สามารถประเมินศักยภาพทางพันธุกรรมของวัสดุปรับปรุงพันธุ์องุ่นจำนวนมากได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ เพื่อเลือกพันธุ์ที่ดีกว่าได้ดียิ่งขึ้น ในเวลาเดียวกัน ต้นกล้าที่ไม่ตรงตามเงื่อนไขจะถูกกำจัดโดยเร็วที่สุด ซึ่งช่วยลดการลงทุนด้านต้นทุนที่ไม่จำเป็น และปรับปรุงประสิทธิภาพการปรับปรุงพันธุ์องุ่นได้อย่างมาก ปัจจุบันผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้ยื่นขอและอนุมัติสิทธิบัตรการประดิษฐ์ระดับประเทศ 6 ฉบับ และสิทธิบัตรระดับสากล 1 ฉบับ