Trung Quốc rút ngắn thời gian sinh trưởng cây nho bằng trí tuệ nhân tạo

Quá trình từ khi trồng nho đến khi ra quả thường kéo dài đến 3 năm, thậm chí, các giống nho cao cấp còn mất nhiều thời gian hơn. Quá trình sinh trưởng kéo dài đặt ra những thách thức trong việc phát triển các loại nho mới có chất lượng cao hơn.

Dẫn đầu bởi nhà khoa học Chu Vĩnh Phong, các nhà nghiên cứu từ Viện Gen Nông nghiệp ở Thâm Quyến, tỉnh Quảng Đông, đã tập trung vào thiết kế và nhân giống nho từ năm 2015, phân tích một lượng lớn dữ liệu gen và di truyền. Năm 2023, các nhà khoa học này đã công bố bản đồ gen nho hoàn chỉnh đầu tiên và tiếp tục xây dựng bộ gen nho đầu tiên, Grapepan v1.0, đã được giới thiệu trên tạp chí Nature Genetics.

So với các phương pháp truyền thống, hiệu quả nhân giống của phương pháp mới này có thể tăng gấp 4 lần thông. Ông Chu nhấn mạnh tiềm năng của nghiên cứu này trong việc cho phép nhân giống chính xác các loại nho, thúc đẩy phát triển giống nho mới và làm tiền đề cho việc nhân giống các loại cây trồng lâu năm khác. 

Để hiểu mối quan hệ giữa gen và tính trạng nho, ông Chu và các đồng nghiệp đã nghiên cứu hơn 400 mẫu từ gần 10.000 giống nho. Trong 2 năm qua, họ đã nghiên cứu 29 đặc điểm nông học của nho như kích thước chùm nho, hàm lượng chất chuyển hóa, kích thước quả mọng và màu vỏ để xây dựng bản đồ di truyền và tính trạng cho nho.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một mô hình dự đoán để đẩy nhanh việc xác định các gen có thể nâng cao năng suất cây trồng, ông Chu nhấn mạnh.

"Với mô hình này, các nhà khoa học có thể đánh giá nhanh chóng và chính xác tiềm năng di truyền của cây trồng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chọn ra các giống cây vượt trội", ông nói. "Công nghệ nhân giống này cho phép dự đoán sớm các đặc tính của cây nho, loại bỏ nhanh chóng các cây giống không phù hợp, tiết kiệm sức lao động và chi phí không cần thiết".

Hiện tại, nghiên cứu này đã được cấp 6 bằng sáng chế trong nước và đã nộp đơn xin một bằng sáng chế quốc tế.

Trong những năm gần đây, trí tuệ nhân tạo và các công nghệ tiên tiến khác đã được các khoa học áp dụng để phát triển các giống cây trồng có khả năng đề kháng tốt hơn trước các yếu tố bất lợi và có năng suất cao hơn.

Ví dụ, ở một số khu vực trong khu tự trị Tân Cương, một khu vực trồng bông lớn, các kỹ thuật nhân giống được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo đã được sử dụng để phát triển các giống bông có khả năng chịu hạn và kháng sâu bệnh. Các giống cây thế hệ mới, cùng với canh tác thông minh đã giảm đáng kể việc sử dụng phân bón và thuốc trừ sâu, cải thiện năng suất lên gần 8 tấn/ha tại một cánh đồng thử nghiệm ở Kashgar.

Theo chủ tịch Đại học Nông nghiệp Trung Quốc Tôn Kỳ Tân, Bắc Kinh đã vươn lên dẫn đầu trong lĩnh vực nuôi trồng thông minh trong những năm gần đây, với trình độ giáo dục sau đại học cạnh tranh với nhiều cường quốc nông nghiệp trong khu vực.

Nuôi trồng thông minh, có khả năng tích hợp dữ liệu lớn và phát triển mô hình, hiện là trọng tâm hàng đầu của các nhà nghiên cứu nông nghiệp Trung Quốc, ông Tôn cho biết, đồng thời dự đoán việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo vào nuôi trồng sẽ đem đến những đột phá lớn trong vòng 2 – 3 năm tới.

"Trong kỷ nguyên nuôi trồng thông minh, những nghiên cứu của Trung Quốc sẽ đóng góp vào sự phát triển của thế giới", ông nói.