Необходимость таких изменений становится все более актуальной. Несмотря на то, что сельское хозяйство за последние десятилетия значительно увеличило производство продуктов питания, более 700 миллионов человек по-прежнему страдают от недоедания, а более 2 миллиардов человек испытывают дефицит необходимых витаминов и минералов — форму недоедания, известную как скрытый голод. Изменение климата усугубляет эти проблемы, делая производство продуктов питания более непредсказуемым и, при определенных условиях, снижая питательную ценность основных сельскохозяйственных культур.
По мнению исследователей, традиционное улучшение сельскохозяйственных культур в основном было сосредоточено на постепенных улучшениях — будь то повышение урожайности, устойчивости к засухе и жаре или повышение содержания определенных питательных веществ. Хотя эти подходы привели к значительным успехам, для решения современных проблем продовольственных систем необходима более комплексная стратегия.
Исследователи указывают на то, что достижения в области искусственного интеллекта, точной селекции, редактирования генома и использования генетического разнообразия сельскохозяйственных культур могут ускорить разработку культур, сочетающих в себе продуктивность, питательную ценность и устойчивость к изменению климата. В совокупности эти инновации открывают новые возможности для укрепления продовольственных систем, одновременно улучшая условия жизни фермеров и здоровье потребителей.
«Искоренение всех форм голода — одна из самых сложных задач этого столетия. Благодаря интеграции открытий, основанных на искусственном интеллекте, точному редактированию генома и селекции, устойчивой к изменению климата, научное сообщество сможет преодолеть разрыв между урожайностью сельскохозяйственных культур и питанием человека в условиях изменения климата», — сказал доктор Несе Сринивасулу, ведущий научный сотрудник IRRI и один из авторов статьи.
Рекомендации представлены в двух опубликованных статьях в журналах Nature и Journal of Integrative Plant Biology, подготовленных международным консорциумом ученых, в который входят исследователи из IRRI, Гентского университета и Института молекулярной физиологии растений им. Макса Планка. Эти исследования представляют собой дорожную карту для интеграции вопросов питания, устойчивости к изменению климата и продуктивности в будущие исследования по улучшению сельскохозяйственных культур и продовольственных систем.
- Искусственный интеллект (ИИ). Применяется для компьютерного моделирования и быстрого поиска генов, отвечающих за адаптацию к стрессам.
- Редактирование генома (CRISPR-Cas). Сверхточная генетическая инженерия, позволяющая поднять плотность микронутриентов (витаминов и минералов) без ущерба для урожайности.
- Климатическая устойчивость: Создание культур, способных сохранять высокую питательность в условиях экстремальной жары, засухи и наводнений.
«Тройную проблему изменения климата, снижения производительности и скрытого голода нельзя решать изолированно. Эти два исследования показывают, что улучшение сельскохозяйственных культур больше не сводится к оптимизации одного признака за раз или выбору между производительностью, питательностью и устойчивостью. Речь идет об интеграции всех трех факторов — подходе, основанном на сумме составляющих — для разработки культур, которые приносят пользу фермерам, потребителям и планете», — сказала доктор Ивонн Пинто, генеральный директор IRRI.
Описанная Ивонн Пинто стратегия «sum of the parts» (интеграция всех факторов) уже реализуется в новейших проектах IRRI:
- Рис Mestiso 120. Первая в мире гибридная разновидность риса, которая сочетает три признака одновременно — дает высокую урожайность, имеет ультракороткий период созревания и генетически выделяет на 30% меньше метана в атмосферу.
- Платформа GAI-HRP. Искусственный интеллект прогнозирует лучшие комбинации скрещивания, позволяя за один шаг закладывать в новые гибриды устойчивость к наводнениям, повышенную плотность цинка и железа, а также высокую продуктивность.
Источник: International Rice Research Institute.
