بررسی مکانیسم‌های متابولومیکس دفاعی گیاهان مبتنی بر هوش مصنوعی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران

2 دکتری، گروه علوم و مهندسی باغبانی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران

doi
https://doi.org/10.71829/BIOLOGY-2025-1205204
چکیده

متابولومیکس با کمک هوش مصنوعی به‌عنوان یک رویکرد تحول‌آفرین در مطالعات واکنش دفاعی گیاهان در برابر تنش‌ها ظهور کرده است که بینش‌های بی‌سابقه‌ای در مورد پاسخ‌های متابولیک پیچیده گیاهان به تنش‌های زیستی و غیرزیستی ارائه می‌دهد. این مقاله مروری، روندهای فعلی و جهت‌گیری‌های آینده تکنیک‌های متابولومیکس مبتنی بر هوش مصنوعی را بررسی می‌کند و نقش آن‌ها را در رمزگشایی شبکه‌های متابولیکی پیچیده، شناسایی زیست‌نشانگرهای پاسخ‌دهنده به تنش و کشف الگوهای پنهان در مجموعه‌داده‌های اُمیکس در مقیاس بزرگ برجسته می‌سازد. رویکردهای سنتی متابولومیکس اغلب با چالش‌هایی در زمینه یکپارچه‌سازی داده‌ها، تفسیر و مقیاس‌پذیری مواجه هستند، اما هوش مصنوعی، به‌ویژه الگوریتم‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق، این حوزه را با امکان تحلیل سریع و دقیق داده‌ها متحول کرده است. تکنیک‌های مبتنی بر هوش مصنوعی، کشف متابولیت‌های کلیدی درگیر در مکانیسم‌های دفاعی گیاهان را تسهیل می‌کنند، پیش‌بینی تحمل تنش را بهبود می‌بخشند و در توسعه واریته‌های مقاوم به تنش نقش دارند. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی داده‌های چنداُمیکسی، شامل ژنومیکس، ترانسکریپتومیکس و پروتئومیکس، با متابولومیکس از طریق پلتفرم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی، درک جامعی از پاسخ‌های گیاهان به تنش فراهم می‌کند. با وجود این پیشرفت‌ها، چالش‌هایی مانند استانداردسازی داده‌ها، تفسیرپذیری مدل‌ها و نیاز به منابع محاسباتی همچنان وجود دارد. این مقاله همچنین پتانسیل متابولومیکس مبتنی بر هوش مصنوعی را در بهینه‌سازی روش‌های کشاورزی، بهبود مقاومت محصولات و تضمین تولید پایدار غذا در مواجهه با تغییرات اقلیمی بررسی می‌کند. با توجه به رفع محدودیت‌های فعلی و بررسی فناوری‌های نوظهور، این حوزه نویدبخش پیشرفت‌های چشمگیر در علوم گیاهی و مقابله با چالش‌های امنیت غذایی جهانی است .