Das Start-up Heritable Agriculture nutzt maschinelles Lernen, um Pflanzengenome zu analysieren. In einer speziellen Testkammer und in Feldversuchen wurden dafür Tausende von Pflanzen automatisiert vermessen.
Googles X-Division hat mit Heritable Agriculture ein neues Start-up ausgegründet, das maschinelles Lernen für die Pflanzenzucht einsetzt. Das Unternehmen analysiert mit seiner KI-Plattform Genome verschiedener Pflanzenarten und erstellt Vorhersagen über mögliche Züchtungsergebnisse.
Eine speziell entwickelte Testkammer am X-Hauptsitz war das technische Herzstück der Entwicklung dieser Modelle: Laut den Forschern dokumentierte ein automatisiertes Fotosystem stündlich das Wachstum der Testpflanzen. Die Kamera erfasst dabei präzise Messdaten wie den Zeitpunkt der Blüte und morphologische Veränderungen. So konnte das Team seine Modelle validieren.
Heritable will zeitaufwändige Feldversuche reduzieren
Die KI-Modelle von Heritable analysieren nicht nur die Gene selbst, sondern auch deren Wechselwirkungen mit anderen Molekülen in der Pflanze (Multi-Omic-Daten). Das ermöglicht es laut dem Unternehmen, die für bestimmte Eigenschaften verantwortlichen Gene genauer zu identifizieren als mit klassischen Methoden.
Zum Einsatz kommen auch spezielle KI-Modelle, die ähnlich wie Sprachmodelle funktionieren - nur dass sie statt Wörtern DNA-Sequenzen verarbeiten. Diese Modelle können beispielsweise gezielt die Abschnitte im Erbgut finden, die bestimmte Pflanzeneigenschaften steuern.
Andere Modelle verknüpfen genetischen Informationen mit Umweltdaten wie Wetter, Bodenqualität und Klima. So kann das System vorhersagen, wie gut eine bestimmte Pflanzenvariante an einem spezifischen Standort wachsen wird.
Laut Heritable macht dies viele der üblichen, zeitaufwändigen Feldversuche überflüssig und beschleunige die Entwicklung neuer Pflanzensorten erheblich.
Datenerfassung im industriellen Maßstab
In Feldversuchen in Kalifornien, Wisconsin und Nebraska sammelte das Team nach eigenen Angaben die dafür notwendigen Daten. Die Forscher erfassten dabei Details wie die Anzahl der Maiskörner pro Kolben oder den Bittergehalt bestimmter Gemüsesorten. Die Proben wurden in flüssigem Stickstoff konserviert und anschließend analysiert.
"Wir entwickeln keine gen-editierten Pflanzen, und genetische Modifikation steht nicht auf unserer Roadmap", betont CEO Brad Zamft gegenüber TechCrunch. Stattdessen nutze das Start-up die KI-gestützte Analyse zunächst, um optimale Kreuzungen für die konventionelle Züchtung zu identifizieren. Gen-Editierung könnte dann "irgendwann kommen".
