В связи с более широким принятием в мире технологии редактирования генов и внедрения точной прополки, а также роботизации, ученые предлагают внести существенные биоинженерные изменения – придать урожаю больше цвета и изменить форму листа, чтобы искусственный интеллект роботизированных пропольщиков не ошибался. Это может включать изменение геномов сельхозкультур так, чтобы они экспрессировали пигменты, которые уже производятся многими растениями, например, антоцианы, которые делают чернику синей, или каротиноиды, которые делают морковь оранжевой.
«Чтобы улучшить распознавание сорняков для нового поколения машин-пропольщиков с искусственным интеллектом, мы предлагаем использовать методы редактирования генов для введения признаков в одомашненные культуры de novo, которые позволят визуально подсказывать роботами-пропольщикам, обученных с помощью машинного обучения, правильное решение», - объясняет ученый-эколог Майкл Палмгрен из Копенгагенского университета, участник коллектива авторов, опубликовавших свою стратегию в журнале Trends in Plant Science.
Дело в том, что одной из целей редактирования генов сельхозкультур является передача устойчивости от их диких предков, в результате чего культурные растения начинают визуально напоминать дикоросы. Роботизированные пропольщики, обученные на изображениях, таким образом, начнут путаться, что же именно им надо пропалывать. Поэтому ученые предлагают создать особенный урожай растений de novo, которые роботы-полольщики смогут легко отличить от сорняков.
Вместо того, чтобы вводить нерастительные гены (трансгенез) в культуры de novo, исследователи предлагают изменить геномы растений так, чтобы они экспрессировали в листьях пигменты, которые уже производятся многими растениями, например, антоцианы, отвечающие за красный, фиолетовый, и синий цвет в ягодах и фиолетовой капусте, а также каротиноиды, которые отвечают за желтый, оранжевый и красный оттенки различных частей растений, примеры – морковь и перец.
Эти пигменты не только обеспечат визуальное различение, но и могут принести дополнительную пользу для здоровья растений и человека. Накопление антоцианов в растениях связано с большей устойчивостью к листогрызущим, грибным заболеваниям, бактериальным инфекциям, а каротиноиды являются источником провитамина А в рационе человека.
«Благодаря этим полезным свойствам растения, богатые антоцианами, предлагают не только простой способ отличить одомашненные культуры от сорняков, но и обещают практическое применение в сельском хозяйстве», считают исследователи.
Альтернативным (или дополнительным) вариантом было бы изменить структуру листьев сельскохозяйственных культур de novo, чтобы сделать их более или менее сложными, чем их дикие аналоги, например, путем индуцирования мутаций в генах, которые добавляют или удаляют доли листьев. А чтобы облегчить сортировку семян после сбора урожая, можно создать культуры de novo, имеющие другой цвет или форму семян.
Источник: Cell Press.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.
Интересна тема? Подпишитесь на наши новости в ДЗЕН | Канал в Telegram | Группа Вконтакте | Дзен.новости.