Фото: із відкритих джерел
В Інституті клітинної та молекулярної біології рослин (IBMCP, Валенсія) зібрали масштабний архів ультразвукових сигналів культурних рослин, які можуть з’являтися у відповідь на посуху або ураження шкідниками й хворобами. Масив записів обробляють алгоритмами ШІ, щоб надалі застосовувати його в точному землеробстві.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Hortidaily.
У Валенсії під час 3-ї Біотехнологічної конференції, організованої Інститутом клітинної та молекулярної біології рослин (IBMCP; спільний центр CSIC та UPV) разом із платформою Biovegen Science-Business і Fundación Grupo Cajamar, учасникам продемонстрували відео з «голосом» рослини — ультразвуковими сигналами, які людина не чує, але які фіксують спеціалізовані мікрофони.
За описом у матеріалі, під час наростання водного стресу ультразвукові «викиди» ставали частішими, а на таймлапсі було видно поступове в’янення листя і стебел. Такі сигнали можуть бути проявом стресу: у публікації зазначено, що рослини реагують не лише на посуху, а й на ураження комахами або грибними патогенами. Перші задокументовані дані про те, що стресовані рослини можуть випромінювати звуки, датуються 2023 роком — їх оприлюднили дослідники Тель-Авівського університету.
Атлас ультразвуків рослин і що в ньому зберігають
IBMCP повідомляє, що після цього створив найбільший у світі «атлас» звуків рослин (Plant Ultrasound Atlas, PUA), у якому поєднані зображення та ультразвукові записи для низки культур, зокрема тютюну, томата, перцю та огірка.
Архів, за даними інституту, містить:
- понад 30 000 годин записів;
- 450 000 ультразвукових записів;
- порівнювану за обсягом кількість метаданих.
У метаданих фіксують, зокрема, сорт/різновид, генотип, вік рослини, температуру, вологість повітря та ґрунту, pH ґрунту, CO₂ та інші параметри. Масив даних обробляють із застосуванням штучного інтелекту.
Потенційні застосування для агровиробництва
У матеріалі зазначено, що подальші дослідження на основі цього набору даних можуть дати змогу програмувати точне автоматизоване зрошення — з метою економії ресурсів і оптимізації врожайності. Інший напрям, який обговорювали, — використання ультразвуку безпосередньо в полі для відлякування молі та контролю небезпечних шкідників томата, зокрема Tuta absoluta, що потенційно може зменшити потребу в засобах захисту рослин.
Керівник проєкту PUA Хав’єр Брумос також пояснив, що відбір «найменш “балакучих” рослин» може допомогти ідентифікувати більш посухостійкі індивідууми та знайти гени, відповідальні за цю ознаку, з подальшою можливістю редагування геному.
«Selecting the least “talkative” plants» will help identify «individuals more tolerant of drought» and locate the genes responsible, making it possible to «edit» their genome.
Регуляторний контекст у ЄС: NGT і мікроорганізми
Окремо на конференції обговорювали очікувані зміни в регулюванні нових геномних технік (NGTs) у ЄС. У матеріалі йдеться, що новий регламент очікують ратифікувати Європарламентом у червні або липні, але чинності він, за описом, має набути не раніше 2028 року — після розробки імплементаційних правил.
Також порушували тему реформування правил ЄС щодо генетично модифікованих мікроорганізмів (GMMs). За словами Ани Джудіт Мартін де ла Фуенте, секретаря Міжміністерської ради з ГМО при Міністерстві сільського господарства, адаптація рамки «до специфіки GMMs» та запуск прискореної процедури для частини таких мікроорганізмів можуть відкрити шлях до нової генерації біодобрив, біостимуляторів для підвищення родючості ґрунтів і біопестицидів для контролю шкідників без «хімії». У матеріалі уточнюється, що йдеться про бактерії, дріжджі, мікроскопічні гриби та мікроводорості, генетично відредаговані під конкретну функцію — наприклад, синтез молекули або розкладання певного залишку.
Водночас підкреслено, що в Європі цей напрям залишається малорозвиненим: попри доступність технологій, ЄС, за даними публікації, ще не отримав жодної заявки на реєстрацію події GMM. Також зазначено, що Європейське агентство з безпеки харчових продуктів (EFSA) вже виключило ризики для харчового ланцюга, що, на думку учасників дискусії, може бути аргументом для переходу до більш гнучкого підходу, «заснованого на кінцевому продукті».
Що це може означати для господарств
Якщо підходи з аналізом ультразвукових сигналів рослин будуть доведені до прикладних рішень, агровиробники можуть отримати додатковий інструмент моніторингу стресу культур у реальному часі — з прив’язкою до умов вирощування (вологість, температура, pH ґрунту, CO₂ тощо) та з можливістю автоматизації рішень у зрошенні. Окремий потенційний сценарій, який обговорювали на конференції, — неінсектицидні методи впливу на окремих шкідників через ультразвук.