Цветы, перепроектированные для роботов: генное редактирование и ИИ ускоряют селекцию растений

Робот-селекционер GEAIR в теплице. Автор: IGDB

На протяжении тысячелетий создание устойчивых сельскохозяйственных культур зависело от естественного или ручного опыления — процесс был долгим и дорогостоящим. Теперь учёные из Института генетики и биологии развития Китайской академии наук переосмыслили этот процесс, разработав систему, которая использует генное редактирование для создания цветов, легко опыляемых роботами с ИИ, работающими круглосуточно.

Система под названием Genome Editing with Artificial-Intelligence-based Robots (GEAIR) решает давнюю проблему гибридного разведения: скрещивание разных родительских растений даёт более урожайные и выносливые культуры, но требует медленного и дорогого ручного труда. Сложные цветочные структуры таких культур, как томаты и соя, ранее препятствовали автоматизации.

Результаты исследования опубликованы 11 августа в журнале Cell.

«Человеческие руки справляются с этими цветами, но цена высока», — отметил профессор Сюй Цао, ведущий автор исследования.

Только в Китае ручное опыление поглощает более 25% затрат на селекцию томатов. Удаление мужских частей цветка (эмаскуляция) занимает 40% этого труда. У сои плотно закрытые цветки блокируют естественное перекрёстное опыление, что ограничивает потенциальный рост урожайности на 30%.

Автор: Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.07.028

Вдохновившись «Зелёной революцией», учёные применили CRISPR-Cas9 для редактирования генов, отвечающих за развитие цветков. В результате получились растения с мужской стерильностью (что исключает эмаскуляцию) и выступающими рыльцами, удобными для роботов.

«Мы сделали цветки удобными для машин», — пояснил профессор Сюй.

Робот GEAIR использует компьютерное зрение на основе глубокого обучения для идентификации цветков и точного нанесения пыльцы, работая круглосуточно с эффективностью человека. Система также ускоряет селекцию в сочетании с методами ускоренного роста и доместикации.

Технология уже позволила создать новые линии томатов с улучшенным вкусом и устойчивостью к стрессам, а также адаптирована для сои, что открывает широкие перспективы для сельского хозяйства.

«GEAIR — это не просто инструмент, а смена парадигмы. Мы перепроектируем растения для ИИ и роботов, а те, в свою очередь, ускоряют создание лучших культур», — подчеркнул профессор Сюй.

Исследование знаменует новую эру в агротехнике: совместная инженерия растений и машин открывает путь к более быстрому, дешёвому и устойчивому производству продовольствия, что критически важно для растущего мирового спроса.

Подробнее: Yue Xie et al, Engineering crop flower morphology facilitates robotization of cross-pollination and speed breeding, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.07.028