В РФ разработали программный комплекс, повышающий технологичность селекционного процесса
Ученые ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии (ВНИИСБ) разработали программный комплекс StatFaRmer, позволяющий работать с большими данными о растениях. В частности, речь идет об одном из самых трудозатратных для селекционеров и биотехнологов направлений – работе с индивидуальными фенотипическими признаками растений, обусловленными генотипом, наследственностью и адаптацией к окружающей среде.
Фенотипические исследования обычно требуют определения того, есть ли разница в каком-либо признаке между растениями с разными генами или в разных условиях их выращивания. Основная проблема до нашей разработки заключалась в том, что данные таких исследований часто было крайне сложно интерпретировать. StatFaRmer создана как панель управления с открытым исходным кодом. Это позволяет наполнять систему данными, а затем быстро сопоставлять и анализировать их.
Геннадий Карлов - директор ВНИИСБ
Система StatFaRmer была протестирована и показала надежную работу для больших наборов данных в различных экспериментальных проектах с широким перечнем сельхозкультур, включая
- мягкую пшеницу (Triticum aestivum),
- твердую пшеницу (Triticum durum),
- тритикале (× Triticosecale),
- сахарную свеклу (Beta vulgaris),
- дурнишник (Xanthium strumarium),
- салат (Lactuca sativa),
- кукурузу (Zea mays),
- подсолнечник (Helianthus annuus),
- сою (Glycine max).
По словам разработчиков, новый программный продукт создавался с целью повышения технологичности селекционного процесса. Генетические технологии сегодня развиваются сверхбыстрыми темпами, и чтобы оставаться конкурентоспособными и ориентированными на реальные нужды АПК, необходимо развивать цифровые технологии фенотипирования растений.
Наша исследовательская работа направлена на то, чтобы российские селекционеры без проблем смогли использовать современные технологии, в частности создание цифровых двойников растений на смоделированных условиях, с конкретными заданными признаками. StatFaRmer автоматически подготавливает данные, проверяет их качество и проводит статистический анализ, чтобы сравнить между собой группы растений, которые задает сам пользователь.
Алина Кочешкова - руководитель проекта
К примеру, программный комплекс поможет узнать, влияет ли определенный ген или конкретное условие выращивания на высоту растения или его вегетационный индекс. Результаты каждого этапа можно сохранять и использовать для дальнейшего анализа.
Особая ценность новой программы, по мнению ученых, заключается в том, что она умеет обрабатывать данные даже с погрешностями и с разным временем измерений.
Разработка StatFaRmer велась при поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания и проекта по созданию молодежных лабораторий.