科学家们开发了一种用于筛选大样本麦类抗旱和抗热性的计算机断层扫描(CT)方法。
他们相信这一新系统将使小麦头部的分析更加准确和快速,加快了育种植物以适应气候变化的过程。它还使研究人员能够自动分析一些谷物特性,这些特性以前很难甚至不可能通过手工分析。
这项研究是澳大利亚阿德莱德大学农业、食品和葡萄酒学院与德国弗劳恩霍夫综合电路发展中心的X射线技术发展中心之间的合作。
阿德莱德大学基地的澳大利亚研究理事会(ARC)小麦热干气候产业转型研究中心和The Plant Accelerator以及弗劳恩霍夫研究所的科学家表示,他们的新方法将使研究人员能够以高度准确和快速的速度测量谷物特性。他们的工作已经发表在《植物方法》杂志上。
最近毕业于阿德莱德大学的博士生和第一作者Jessica Schmidt博士表示,为了确定造成谷物产量和抗压力的基因,研究人员需要对每个小麦头部的谷物产量组成进行精确分析。
目前,产量数据是通过粗糙的田间试验机械脱粒获取的,但是有很多种子丢失或毁坏,或在温室试验中,通常通过费力、昂贵且耗时的手工脱粒和手工测量获得。
“这一系统不仅能够更准确,而且更快速地确定谷物特性上的微小差异,”她说。“这使我们能够比较更多基因不同的植物,这对于确定在气候变化下使植物表现良好的基因组区域和压力机制至关重要。
“这也使我们能够分析一些非常困难和/或耗时的特性,例如谷物大小、谷物形态和沿穗的谷物重量。当压力出现在不同发育时间点时,这是相关的。例如,我们在以前的几年中观察到由干旱和热应激引起的某些类型的种子形态,但从未能将其分类或分析。”
阿德莱德植物表型学设施的科学主任Bettina Berger博士表示:“这一方法能够自动化 - 使我们能够在几个月内高分辨率地测量十万个小麦头部。这意味着我们将能够分析大规模遗传研究和育种计划的谷物,这些计划每年都需要评估数十万个谷物头部。”
弗劳恩霍夫研究所IIS研究员Joelle Claussen表示:“计算机断层扫描在医学中是一种成熟的技术,但尝试将其用于植物表型学需要解决一些技术问题。
“我们已经开发了一套系统,能够更快速地扫描以及重建处于压力下生长的小麦的形态变化。这是一个强大、快速和准确的系统,用于评估改进产量和抗气候恢复力的品种。”