植物生物工学：作物改良のための生物工学とAIの革新の統合

作物は、世界の人々に食物や衣類などの重要な製品を提供している。増加する人口の需要を満たすには、作物の収量、品質、生産の持続可能性を大幅に改善する必要がある。しかし、これらの目標は、さまざまな環境要因と限られた遺伝資源により制約を受けている。こうした限界を克服するには、ゲノム編集や人工設計タンパク質の異種発現といった生物工学的手法と共に、天然の遺伝的多様性を最大限利用し、それをマルチモーダルデータの統合と組み合わせることによって、作物改良にパラダイムシフトを起こす必要がある。本総説で我々は、人工知能によって可能になったツールに支えられた、作物改良におけるオミクス技術、ゲノム編集、タンパク質設計、ハイスループット表現型解析の統合使用について詳細に解析する。我々はまた、作物改良におけるこれらの技術の新たな応用と現在の課題について議論する。さらに、これらの技術によって作出されたエリート対立遺伝子を、提案されている人工知能モデルの支援により、既存の栽培作物やde novoの栽培作物のゲノムにどのように取り入れられるかについて展望を示す。我々は、これらの技術と農業生産活動との統合が、作物改良の新たな変革につながり、持続可能な様式で世界の食料安全保障に寄与することになると提案する。

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