Kaip DI stiprina augalų imunitetą

2026-02-26

Dirbtinis intelektas (DI) tampa augalų sąjungininku – jis stiprina jų „imunitetą“ ir padeda atremti bakterines grėsmes, kurios evoliucionuoja žaibiškai. Mokslininkai, pasitelkę DI, sugebėjo sustiprinti augalų vidinę signalizacijos sistemą – tarsi natūralią apsaugos sireną, įspėjančią apie patogenų atakas.

Kalifornijos universiteto Devise mokslininkai panaudojo dirbtinį intelektą, kad padėtų augalams atpažinti platesnį bakterinių grėsmių spektrą, o tai gali padėti rasti naujų būdų, kaip apsaugoti pomidorus, bulves ir kitus augalus nuo pražūtingų ligų. Tyrimas buvo paskelbtas žurnale „Nature Plants“.

Buhalterinė apskaita. Horizontali. Straipsnių viduje.

Augalai, kaip ir gyvūnai, turi savo imuninę sistemą. Viena svarbiausių jų gynybos priemonių – imuniniai receptoriai, leidžiantys aptikti bakterijas ir apsisaugoti nuo jų. Vienas iš tokių receptorių – FLS2 – padeda augalams atpažinti flageliną, baltymą, esantį mažytėse bakterijų uodegėlėse, kuriomis jos juda. Tačiau bakterijos – sumanios išgyvenimo meistrės: jos nuolat keičiasi ir evoliucionuoja, siekdamos išvengti augalų stebėsenos.

„Bakterijos tarsi dalyvauja ginklavimosi varžybose su savo augalų šeimininkais – jos gali pakeisti pagrindines amino rūgštis flagelino sudėtyje, kad liktų nepastebėtos“, – aiškina pagrindinė tyrimo autorė, augalų patologijos profesorė Gitta Coaker (Git’a Kouker).

Kad augalai neatsiliktų šiose ginklavimosi varžybose, profesorės komanda pasitelkė natūralius evoliucijos principus ir DI. Mokslininkai naudojo AlphaFold – įrankį, prognozuojantį baltymų trimatę struktūrą, – ir pertvarkė FLS2 receptorių, iš esmės sustiprindami augalų imuninę sistemą, kad ši galėtų atpažinti dar daugiau įsibrovėlių.

Komanda sutelkė dėmesį į receptorius, gebančius atpažinti platesnį bakterijų spektrą – net jei šių receptorių iki šiol nebuvo rasta kultūriniuose augaluose. Palyginusi juos su siauresnio veikimo receptoriais, mokslininkai nustatė, kurias amino rūgštis reikia pakeisti, kad apsauga taptų veiksmingesnė.

„Mums pavyko atgaivinti pažeistą receptorių, kurį buvo įveikęs patogenas, ir suteikti augalui galimybę daug tiksliau bei tikslingiau priešintis infekcijai“, – pasakoja tyrimų vadovė.

Kodėl tai svarbu

Pasak profesorės, šis atradimas atveria duris kuriant plataus spektro augalų atsparumą ligoms, pasitelkiant prognozuojamojo projektavimo principus.

Vienas pagrindinių tyrėjų tikslų – pažaboti didžiausią grėsmę pasėliams – Ralstonia solanacearum, bakterinio vytimo sukėlėją. Šis dirvožemyje gyvenantis patogenas ypač pavojingas: kai kurios jo atmainos gali užkrėsti daugiau nei 200 augalų rūšių, tarp jų ir pagrindinius pasėlius – pomidorus bei bulves.

Žvelgdama į ateitį, mokslininkų komanda kuria mašininio mokymosi įrankius, galinčius prognozuoti, kuriuos imuninius receptorius verta modifikuoti siekiant dar geresnės apsaugos. Mokslininkai taip pat stengiasi sumažinti aminorūgščių, kurias reikia pakeisti, skaičių – kad procesas būtų kuo tikslesnis ir efektyvesnis.

Šis metodas galėtų tapti nauju keliu didinant ir kitų imuninių receptorių „jutimo“ gebėjimus, taikant panašią strategiją. Tai žingsnis link išmanesnių, ligoms atsparesnių augalų ateities.

Parengta pagal užsienio interneto svetaines, agroakademija.lt informacija