Genome Editing-AI Robotics(GEAIR)로  작물 교배 자동화 시스템 구현

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 25-63

 ◆ Genome Editing 기술과 AI Robotics로 정밀교배(수분) 자동화를 구현한 작물-로봇 Co-design 연구 결과가 발표

○ AI Robotics는 작물 생산성 제고, 비용 절감, 지속가능한 농업으로 정밀농업 전환의 핵심도구로 주목받고 있으나, 정밀육종 분야에서는 복잡한 꽃 구조로 적용에 한계가 존재

- 복잡한 꽃 구조로 인해 수술 제거, 수분 공정이 고숙련 수작업에 의존, 처리량·비용·노동 투입 측면에서 병목이 발생

※ 특히 토마토와 대두는 암술이 수술에 가려진 형태(암술 함몰)로 로봇 교배가 사실상 불가능

○ 최근 중국과학원 연구팀은 유전자편집기술로 꽃 구조를 재설계하여 로봇이 꽃을 감지하여 조작하기에 최적화된 형태로 만들어 정밀교배(수분) 공정을 자동화하는 방안을 제시

- (Genome Editing) CRISPR 기술로 암술돌출과 웅성불임(male sterility)* 형질을 도입하여 로봇이 암술을 쉽게 인지하여 접근할 수 있도록 작물의 유전자를 편집

* 꽃가루가 동일 개체의 암술머리로 이동해 자가수분이 일어나는 경로를 구조적으로 차단

- (AI Robotics) 딥러닝 인지 시스템이 수분 적기의 암꽃을 탐지하고 로봇 말단 이식구(end-effctor)가 꽃가루를 정밀하게 도포함으로써 교차 수분 공정을 자동화하여 F1 하이브리드* 종자를 생산

* F1 종자는 타가 수분을 통해 두 부모(P1xP2)를 교배해 나온 1세대를 의미하며 하이브리드 F1 종자는 서로 다른 두 유전적 계통을 교배해서 얻은 이형접합 1세대를 의미

- 연구팀은 이를 GEAIR(Genomic Editing with AI-based Robots)라 명명