ビッグデータをより良い品種と品種にチューニングする： AIは地球を救うか？

原文: Turning big data into better breeds and varieties: Can AI help feed the planet? (ScienceDaily)

August 9, 2023 University of Queensland

クイーンズランド大学の研究者によると、気候変動や急速に進化する害虫や病原菌に直面する中、人工知能が2050年までに100億人に食料を供給する鍵を握る可能性があるという。

クイーンズランド大学のリー・ヒッキー教授は、AIは、より良い農場の持続可能性と収益性のために、高性能の動植物の開発を加速させる機会を提供すると語った。

「育種家は何十億ものデータポイントを収集していますが、大きな課題は、この膨大な量のデータをどのように知識に変え、育種プロセスにおけるより賢明な決定をサポートするかです」とヒッキー教授は語った。

「AIは、どの動植物を交配に使うか、あるいは次世代に引き継ぐかを特定するのに役立ちます」。

ゲノム予測の共同発明者であるベン・ヘイズ教授は、QAAFIチームは作物や家畜の育種におけるAIの用途を4つ特定したと述べた。

「最初のものは、何を品種改良するかを決めることだ。--- 単純に聞こえるかもしれませんが、この決定はより複雑になってきています。」

「ますます厳しくなる環境では、消費者の受容がより重要になるため、AIは何百万人もの人々の嗜好をまとめる良い方法なのです」。

「2つ目の用途は、大規模に撮影された画像を分析し、植物の近縁種間の遺伝的変異や、我々が望む動物の特定の形質を捉えることである。

「3つ目の用途は、遺伝マーカーを利用し、その情報をもとに品種改良に適した品種を予測することです」。

ヘイズ教授は、AIの4つ目の応用は、研究者の育種へのアプローチ方法を変えることだと語った。

「それは、個々の遺伝的系統を見ることから、ある形質に適したDNAのかたまりの集まりとして育種集団を考えることへの変化です。

しかし、AIは最適な交配経路を特定することで、その染色体をゲノム上の他の染色体と組み合わせ、新しく優れた遺伝子型を開発することができるのです」。

AIが選択した有益なセグメントを組み合わせるために必要な交配は、"スピード育種 "を用いて迅速に進めることができる。

AIによる選抜とスピード育種を組み合わせることで、"研究者や育種家は、わずか1、2年で評価可能な非常に優れた遺伝子型を作り出すことができる"。

UQの研究者たちは、クイーンズランド州農業漁業省との協力のもと、穀物研究開発公社（GRDC）の投資によって支援されている小麦と大麦のプロジェクトにおいて、スピード育種とAIをすでに組み合わせている。

「スピード育種とゲノミクス、特にAIを統合することは、動植物育種における新たなフロンティアであり、ビッグデータを活用することになる。

「特に、複数の遺伝子に支配される複数の形質に関して言えば、これはゲーム・チェンジャーとなり、望ましい形質をこれまでにない速さで結びつけることになるでしょう」。

ヒッキー教授とヘイズ教授は、意見書を書いている： ネイチャー・バイオテクノロジー』誌に掲載された。

Journal Reference:

1. Ben J. Hayes, Chensong Chen, Owen Powell, Eric Dinglasan, Kira Villiers, Kathryn E. Kemper, Lee T. Hickey. Advancing artificial intelligence to help feed the world. Nature Biotechnology, 2023; DOI: 10.1038/s41587-023-01898-2