Исследователи разработали недорогой инструмент, который позволяет по ДНК рыбы оценить питательные свойства её филе. Технология, объединяющая специализированный генетический анализ и машинное обучение, даёт возможность прогнозировать содержание белка, жира, влаги и состав аминокислот. Это решает одну из ключевых проблем в рыбоводстве: для оценки качества филе рыбу приходилось забивать, что тормозило селекцию по этим признакам в сравнении с отбором по скорости роста или устойчивости к болезням.
В ходе работы учёные проанализировали 387 годовалых особей обыкновенного карпа (Cyprinus carpio) четырёх китайских пород. У каждой рыбы измерили 70 показателей, включая текстуру мышечной ткани, количество межмышечных костей, а также состав жирных кислот и аминокислот. Сопоставив эти данные с результатами полного секвенирования генома, команда выявила около 21 млн генетических маркеров (SNP) и определила, какие из них связаны с конкретными пищевыми характеристиками.
На основе этих данных был создан специальный чип для генотипирования, который ищет 20,3 тыс. наиболее значимых маркеров. Такой целевой подход делает анализ значительно дешевле полногеномного секвенирования. Тестирование показало, что чип успешно идентифицирует и различает породы карпа, даже те, которые не участвовали в первоначальном исследовании. Точность предсказаний, сделанных с помощью машинного обучения, оказалась высокой, особенно для таких наследуемых признаков, как содержание незаменимых аминокислот.
Новый метод позволяет проводить геномную селекцию, отбирая для размножения лучших производителей без их забоя. По мнению авторов исследования, сочетание ДНК-тестирования с оптимизированными стратегиями кормления ускорит выведение пород карпа, филе которых будет отличаться повышенным содержанием белка и полезных жирных кислот. Это позволит аквакультуре сместить фокус с объёмов производства на качественные характеристики продукции, которые становятся всё более важными для потребителей.