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人工智能揭示了植物体内的“重要基因”,可通过改变性状促进植物更好生长

前瞻网    2021-09-26 12:57

 

产业

基因支持着生命的基本构造和性能,储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等过程的全部信息。研究人员一直在努力确定怎样利用好基因组数据,从而预测生物体如何对营养、毒素和病原体暴露的变化做出反应。同时,这会为作物改良、疾病预后、流行病学和公共卫生提供启示。

由于数据庞大,结果复杂,这一直是一个比较大的挑战。近日,纽约大学和台湾的研究人员合作使用机器学习解决了这一难题。他们利用机器学习—人工智能的核心确定了一些“重要基因”,帮助作物能用更少的肥料来生长,还可预测植物的其他特征和动物的患病情况。

研究的主要作者,纽约大学基因组Chia-Yi Cheng说:“我们的方法利用了物种内或物种间全基因组表达和相关表型的自然变异。结果表明,关注控制物种保守进化的基因,可以使人工智能,更准确地预测出控制作物生长性能以及动物患病的‘重要基因’。”

研究人员进行的实验验证了八种主转录因子作为对氮利用效率具有重要意义的基因。他们表明,改变拟南芥或玉米中某些基因的表达方式可以促进低氮土壤中植物的生长,他们在纽约大学的实验室和伊利诺伊大学的玉米田中进行了测试。

研究的另一作者Stephen Moose说:“现在我们可以更准确地预测哪种玉米杂交种更需要在田间施氮肥。我们能迅速改善这一性状,来提高玉米和其他作物的氮肥利用率。而且,还能降低农民成本,减少农业中的温室气体排放。”

该项研究的成果被发表在了《自然通讯》期刊上。

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责任编辑: 3976DBC

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