Раньше, чтобы создать новый сорт пшеницы, требовалось 10 лет. Сейчас у российских селекционеров на это уходит полтора года.
Об этом на клубе «Разговоры за Науку на Климентовском»* рассказал директор Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной биотехнологии академик РАН Геннадий Карлов.
По его словам, в 2024 году при поддержке Минобрнауки РФ стартовал проект по созданию «Цифрового помощника селекционера». Его цель — ускорить выведение новых сортов растений, объединив передовые физические установки с искусственным интеллектом.
Суть технологии — в полном контроле над средой. Ученые создают для растений специальные климатические камеры, где можно задать длину светового дня, влажность и состав воздуха. Также можно, к примеру, повысить концентрацию CO₂, чтобы посмотреть, как растения будут расти в условиях будущего.
В таких камерах жизненный цикл растений ускоряется в разы. Яровая пшеница или соя вместо одного поколения в год дают шесть. Таким образом они превращаются в «модельные объекты», с которыми можно проводить эксперименты с невиданной скоростью.
Одно из характерных отличий российского подхода — в развитии технологий генного редактирования. Они позволяют вносить целенаправленные изменения в собственный геном растения. Это отличает их от геномодифицированных продуктов, для получения которых используют чужеродные гены.
Генное редактирование открывает новые возможности. Например, во ВНИИСБ были выведены сорта пшеницы с измененным типом крахмала, предназначенные для глубокой переработки. Также были выведены сорта картофеля специально для чипсов — которые не темнеют при жарке.
Параллельно с этими процессами технология «Цифрового селекционера» предполагает высокоскоростной сбор данных. В частности, специальные приборы — тепловизоры и гиперспектральные камеры и другие — фиксируют тысячи параметров роста растений. Так собирается их «цифровой фенотип».
Впоследствии всю эту информацию вместе с расшифрованной ДНК обрабатывают помощью мощных алгоритмов ИИ. Их задача — найти неочевидные для человека связи между геномом, внешними условиями и конечным урожаем.
В результате «цифровой селекционер» формирует прогноз — какой конкретный генотип, выращенный при каких условиях позволит получить искомые свойства растения.
С фундаментальной точки зрения, проект стирает границы между биологией и точными науками. Растения становятся «оцифрованными» модельными объектами. Это открывает новую эру в понимании сложных взаимодействий между генами и средой.
Внедрение предложенных подходов, считает Геннадий Карлов, изменит правила игры в сельском хозяйстве. В частности, технология позволит оперативно создавать культуры с заданными свойствами.
Россия в этом направлении занимает здесь передовые позиции. Вместе с тем, в то время как глобальные агрокорпорации сделали ставку на трансгенные технологии, отечественные ученые и развивают методы и ускорения и прогнозирования селекционного процесса.
Возможно, это позволит мировых лидеров «обойти на повороте», резюмировал академик.
______
* Мероприятие, которое в тесном кругу собирает ученых и научных журналистов. Клуб организует Центр научных коммуникаций Московского физико-технического института. 11 декабря 2025 года в рамках клуба прошло заседание, посвященное решению проблемы голода в мире в ближайшем будущем. Мероприятие получило название «Убегаем от голода».