Разработан программный комплекс, позволяющий работать с большими данными о растениях
Ученые ВНИИ сельскохозяйственной биотехнологии (ВНИИСБ) разработали программный комплекс StatFaRmer, позволяющий работать с большими данными о растениях, в частности, в одном из самых трудозатратных для селекционеров и биотехнологов направлений – 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», – прокомментировал директор ВНИИСБ Геннадий Карлов.
Система StatFaRmer была протестирована и показала надежную работу для больших наборов данных в различных экспериментальных проектах с широким спектром растений, включая мягкую пшеницу (Triticum aestivum), твердую пшеницу (Triticum durum), тритикале (× Triticosecale), сахарную свеклу (Beta vulgaris), дурнишник (Xanthium strumarium), салат (Lactuca sativa), кукурузу (Zea mays) и подсолнечник (Helianthus annuus), а также сою (Glycine max).
«Наш 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», – рассказала руководитель проекта Алина Кочешкова.
Например, можно 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.
Фото: пресс-служба Минобрнауки России