Ilmuwan China pakai AI untuk percepat pemuliaan anggur secara presisi

Shenzen (ANTARA) - Tim peneliti yang dipimpin oleh Zhou Yongfeng, seorang peneliti dari Institut Genomik Pertanian Shenzhen yang berada di bawah naungan Akademi Ilmu Pertanian China (Chinese Academy of Agricultural Sciences/CAAS), menemukan metode baru untuk pemuliaan anggur menggunakan kecerdasan buatan (artificial intelligence/AI).

Sebuah biji anggur umumnya membutuhkan waktu tiga tahun untuk bertunas dan berbuah, dan pengembangan varietas anggur yang unggul akan memakan waktu lebih lama lagi.

Metode baru tersebut secara signifikan memperpendek siklus pemuliaan dan mencapai akurasi prediksi yang tinggi, yaitu 85 persen. Dibandingkan dengan metode tradisional, efisiensi pemuliaan melalui pendekatan baru itu dapat ditingkatkan hingga empat kali lipat.

"Penelitian ini diharapkan dapat mewujudkan rancangan pemuliaan anggur yang berpresisi, mempercepat inovasi varietas anggur, dan menjadi referensi bagi pemuliaan tanaman perenial lainnya," kata Zhou.

Penelitian pemuliaan anggur dengan AI itu telah dipublikasikan pada Senin (4/11) di jurnal Nature Genetics.

Untuk mencapai rancangan dan pemuliaan yang berpresisi, para ilmuwan harus menganalisis data genomik dan genetik yang komprehensif dan akurat dalam jumlah yang sangat banyak. Tim Zhou telah berfokus pada perancangan dan pemuliaan anggur sejak 2015.

Pada 2023, mereka merilis peta genom anggur pertama yang lengkap. Melanjutkan pencapaian tersebut, sejak saat itu, tim juga menyusun pan-genom anggur pertama, yang dikenal dengan nama Grapepan v1.0.

Untuk menyelidiki lebih lanjut tentang korelasi antara gen dan ciri anggur, tim itu memilih lebih dari 400 varietas yang representatif dari hampir 10.000 jenis anggur.

Selama dua tahun, mereka melakukan investigasi terhadap 29 ciri agronomik, termasuk ukuran tandan, kandungan metabolit buah anggur, ukuran buah, dan warna kulit buah. Hasilnya, mereka berhasil membuat peta genetik dan ciri anggur.

Bagaimana cara menggali data genom tersebut secara lebih mendalam untuk memandu pemuliaan?

Para peneliti memutuskan untuk mencoba menjawab pertanyaan itu dengan memanfaatkan teknologi pembelajaran mesin (machine learning). Mereka mengembangkan sebuah model prediktif untuk membuat prediksi dan seleksi awal berdasarkan skor sehingga memandu dan mengoptimalkan strategi pemuliaan.

"Dengan model itu, para pemulia dapat menilai potensi genetik dari banyak material pemuliaan secara cepat dan akurat sehingga dapat memilih varietas unggul secara lebih baik. Teknologi pemuliaan ini dapat memprediksi karakteristik benih anggur pada tahap awal, sehingga para pemulia dapat menyingkirkan bibit yang tidak sesuai secara dini serta mengurangi biaya tenaga kerja dan investasi yang tidak perlu," kata Zhou.

Saat ini, penelitian tersebut telah mendapatkan persetujuan untuk enam paten invensi nasional dan peneliti telah mengajukan satu paten internasional.