Foto Shutterstock Plantenveredelaars willen droogte- en zout-tolerante gewassen ontwikkelen, met behoud van opbrengst. Het vinden van alle genen voor deze complexe eigenschappen voelt als het zoeken naar de bekende speld in de hooiberg.
Meer data helpt daarbij vaak niet, zegt moleculair bioloog Richard Immink, want dan wordt de hooiberg alleen maar groter. Betere data, geselecteerd met artificial intelligence (AI), moet uitkomst bieden in het nieuwe onderzoeksproject Plant-XR.
Plant-XR bestaat uit planten- en datawetenschappers van de universiteiten van Wageningen, Utrecht, Delft en Amsterdam. Ze hebben nu groen licht van NWO gekregen om een onderzoeksplan te schrijven, waarbij een groter team van wetenschappers en ook veredelingsbedrijven zijn betrokken. Als dat plan wordt goedgekeurd, draagt NWO 30 procent bij aan het totale programmabudget van 50 miljoen euro. Naast Immink vormen vanuit WUR plantenfysioloog Christa Testerink en de bio-informatici Dick de Ridder en Aalt-Jan van Dijk het kernteam van Plant-XR.
Data
Dit team wil een nieuwe methode vinden om landbouwgewassen klimaatbestendig te maken. Daarbij spelen AI-algoritmen een belangrijke rol, zegt Immink, deelnemer aan Plant-XR. ‘Nu is het vaak zo dat plantenwetenschappers data gaan verzamelen en dan op een later moment hulp vragen van een bio-informaticus: kun je me helpen met de dataverwerking? Bij ons gaan bio-informatici vanaf het begin meedenken welke data we nodig hebben om de speld te vinden. Niet big data, maar slimme data.’
Als voorbeeld dient een project van een aantal biotechbedrijven en Google om de structuur van eiwitten in kaart te brengen. In dit project, AlphaFold, slaagden de onderzoekers er met AI-algoritmen in om de structuur van alle eiwitten te voorspellen. Plant-XR wil zo’n soort aanpak gebruiken om alle genen te vinden die planten weerbaarder maken.
Interacties
Daarbij spelen zogenaamde ‘trade-offs’, zegt Immink. Wilde varianten van een gewas zijn soms goed bestand tegen bijvoorbeeld droogte of ziekten, maar leveren een lage opbrengst. En soms reguleert een gen zowel en gewenste als ongewenste eigenschap. ‘We willen dus ook de interacties tussen genen weten, hoe ze samen weerbaarheid en complexe eigenschappen aansturen.’
