2024年8月8日，Cell旗下的遺傳學頂級綜述期刊Trends in Genetics在線發(fā)表了中國農(nóng)科院作科所/南繁院李慧慧團隊聯(lián)合國內(nèi)外多家單位撰寫的特邀綜述：“Artificial intelligence in plant breeding”。

人工智能（artificial intelligence, AI）在大數(shù)據(jù)分析和模式識別方面展現(xiàn)出強大能力，其正在革新包括植物育種在內(nèi)的多個科學領域。在該文章中，作者詳細綜述了AI工具在數(shù)據(jù)收集與整合、預測模型構(gòu)建、基因庫遺傳多樣性挖掘、高通量表型采集與分析等作物育種關鍵流程中的巨大應用潛力。此外，作者還介紹了AI工具還在優(yōu)化基因編輯系統(tǒng)和預測潛在遺傳變異對表型的影響方面的應用前景。隨著技術(shù)發(fā)展和大數(shù)據(jù)的積累，AI和數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準育種將有望極大提高育種效率，助力人類解決日益緊迫的糧食問題。

人工智能驅(qū)動的植物育種流程

當前，全球有超過1750個植物種質(zhì)庫，保存了超7百萬份種質(zhì)資源，受限于分析工具缺乏，這些資源遠未被充分利用。作者提出 AI技術(shù)的快速發(fā)展將賦能科學家高效處理和分析種質(zhì)庫量級的基因型和表型數(shù)據(jù)，從而加速精準篩選適合目標性狀培育和改良的優(yōu)異種質(zhì)；隨著各類測序技術(shù)的發(fā)展，植物育種過程將逐漸積累海量的組學數(shù)據(jù)，先進的數(shù)據(jù)分析工具和算法是發(fā)揮大數(shù)據(jù)能效的核心要素。作者總結(jié)了基于AI的數(shù)據(jù)融合、功能基因預測、優(yōu)異等位基因挖掘和全基因組選擇等算法工具等一系列未來植物育種的核心技術(shù)，在植物育種中的應用場景和巨大潛力。