Исследователи из Нью-Йоркского университета применяют искусственный интеллект для выявления генов, ответственных за эффективность усвоения азота у кукурузы, с целью помочь фермерам увеличить урожайность и снизить расходы на азотные удобрения. Профессор Глория Коруцци, старший автор нового исследования, опубликованного в журнале The Plant Cell, отмечает: «Установив ключевые гены, влияющие на процесс использования азота, мы можем отбирать или модифицировать их для повышения эффективности в таких основных культурах США, как кукуруза».
На протяжении последних пятидесяти лет агрономы добились значительных успехов в повышении урожайности благодаря улучшенной селекции и удобрениям. Тем не менее, большинство культур, включая кукурузу, используют лишь 55% азота, что приводит к его потере в почве и загрязнению окружающей среды. Это также вызывает дополнительные финансовые затраты для фермеров, учитывая растущие цены на удобрения, которые в значительной степени зависят от импорта.
Для преодоления этой проблемы команда исследователей разработала инновационный метод, который сочетает генетику и машинное обучение. Этот подход позволяет установить связь между генами и эффективностью использования азота, исследуя эволюционную историю кукурузы и Arabidopsis, растения, используемого как модель в биологии.
В ходе исследования удалось разработать модели машинного обучения, которые определяют гены, отвечающие за усвоение азота, а также факторы транскрипции, регулирующие их. Эти данные позволят агрономам отбирать кукурузные сорта, требующие меньшего количества удобрений, обеспечивая экономию средств для фермеров и снижая экологические риски. Нью-Йоркский университет подал патент на результаты своих исследований, включая применение технологии редактирования генов CRISPR для улучшения регулонов, связанных с использованием азота.
