Nguồn phương pháp

Langan, P.et al.Đánh giá phản ứng căng thẳng và phục hồi trong lúa mạch (Hordeum vulgare L.): một cách tiếp cận hình dạng dựa trên hình ảnh.Phương pháp thực vật20, 146 (2024).

Đơn vị nghiên cứu

1. Đại học Dublin, Ireland

2. Đại học Amiens, Pháp

Dụng cụ thiết bị chính

Màn hình thực vậtHệ thống phân tích hình ảnh kiểu hình thực vật thông lượng cao cho nhà kính

Màn hình thực vậtHệ thống phân tích hình ảnh kiểu hình thực vật thông lượng cao cho nhà kính VângNghiên cứu khoa học thực vật toàn diện, tự động, thông lượng caoGiải pháp kiểu hìnhGiải pháp，Có khả năng theo dõi và phân tích lâu dài, không phá hủy các đặc điểm kiểu hình của các loại cây trồng từ cây trồng mẫu đến lúa mì và ngô.

hệ thốngPhân phối trongCác viện nghiên cứu khoa học hàng đầu, các trường đại học và các doanh nghiệp nông nghiệp trên khắp các châu lục trên thế giới.nhưTrung tâm kiểu hình sinh thái thực vật Hà Lan/Đại học Wageningen, Hà LanREFERENCES [Tên bảng tham chiếu] (Viện Di truyền và Cây trồng Leibniz, Đức.IPK), Đại học Helsinki, Phần Lan, Đại học Quốc gia Úc、Viện Công nghệ sinh học, Viện Khoa học Nông nghiệp Trung Quốc、Trung Quốc Rice HouseCác trường nông nghiệp và các cơ quan nghiên cứu hàng đầu,VàCác công ty nông nghiệp như DuPont Pioneer, Monsanto, BASF。

Bối cảnh nghiên cứu

Với biến đổi khí hậu, tần suất mưa ở nhiều khu vực tăng lên và căng thẳng ngập nước trở thành một yếu tố hạn chế quan trọng ảnh hưởng đến sản lượng lúa mạch.Tác động của tình trạng ngập lụt đối với năng suất cây trồng khác nhau tùy thuộc vào loại cây trồng, các biện pháp quản lý, đa dạng di truyền, cũng như điều kiện cưỡng chế. Nước ngập có thể gây thiếu oxy trong đất, ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và phát triển của cây trồng.Cây lúa mạch, tương đối nhạy cảm với áp lực ngập lụt.Trong các nghiên cứu trước đây, các phương pháp xử lý và thời gian xử lý căng thẳng ngập nước khác nhau, khiến kết quả giữa các nghiên cứu khác nhau khó so sánh. Do đó, nghiên cứu này nhằm mục đích xác định thời gian và cài đặt của một mô phỏng tối ưu về căng thẳng ngập nước thông qua phương pháp phân tích kiểu hình hình ảnh để đánh giá khả năng chịu ngập của lúa mạch trong điều kiện được kiểm soát.

Mục đích nghiên cứu

Mục đích chính của nghiên cứu này làXác định một chương trình thí nghiệm tốt nhất về áp lực ngập nướcĐể trong điều kiện kiểm soátĐánh giá khả năng chịu ngập của lúa mạch，Đồng thời định lượng tác động của stress ngập nước đối với sự tăng trưởng lúa mạch và màu xanh lá cây bằng phương pháp phân tích kiểu hình hình ảnh。

Phương pháp nghiên cứu

1. Thiết kế thí nghiệm

Thí nghiệm được chia thành hai phần, được thực hiện tại Đại học Dublin ở Ireland và Đại học Amiens ở Pháp. 2) Mễ Phất Thập Nhất Trát Thích Văn (phần 2) (Hành tinh RGTvàHòa nhạc) Và hai loại truyền thống.Glasnevin số 5vàLời hứa vàng）。 Thử nghiệm1Được thực hiện tại Đại học Dublin, thử nghiệm2 hiệp out (Hành tinh RGTVớiGlasnevin số 5), sáu sự kết hợp khác nhau của thời gian cưỡng chế ngập lụt và thời gian phục hồi, bao gồm5Trời,10Trời và14Sự uy hiếp của Chúa, và có hay không có.7Thời gian phục hồi ngày. thử nghiệm2Tại Đại học Amiens, Pháp,Thử nghiệm đã được kiểm chứng.1Chương trình học bổng của chính phủ Nhật dành cho đối tượng nghiên cứu sinh (The Leading Graduate Program) (14Thiên uy hiếp cộng thêm7ngày phục hồi) khả năng lặp lại và tăng số lượng hai giống và mẫu(Số lần lặp lại từ5Tăng lên.10một).

2. Xử lý ép buộc

Trong giai đoạn ba thùy (tức làViet Nam) Áp dụng áp lực ngập nước đối với lúa mạch, giữ mực nước trên bề mặt đất khoảng bằng cách đặt chậu hoa trong chậu ngoài có lỗ thoát nước kín1Centimet, tương ứng với khoảng120%Đồng ruộng cầm lượng nước. Các lỗ thoát nước chậu của nhóm đối chứng không được bịt kín, giữ ở khoảng60%Đồng ruộng cầm lượng nước. Trong thí nghiệm2Trong khi đó, mực nước ở khoảng140%Lượng nước trong cánh đồng. Nhóm đối chiếu giữ khoảng cách.100%Đồng ruộng cầm lượng nước.xử lý độ ẩm khác nhau thông quaSản phẩm PlantScreen™Hệ thống tưới tự động chính xác cao hàng ngày08:30Giám sát và điều khiển, hệ thống lấy trọng lượng mục tiêu làm cơ sở thực hiện bổ sung nước định lượng.

3. Phân tích kiểu hình ảnh

Sử dụngMàn hình thực vật™Nền tảng hình ảnh, chụp hàng ngày từ trên và bênBộ RGBHình ảnh để định lượng tác động sinh lý của stress ngập nước đối với tăng trưởng và màu xanh lá câyThông qua phần mềm phân tích hình ảnhMáy phân tích PlantScreen™Tính toánVùng Đất Khắc NghiệtNo Man's Land (PSA), tọa độ&phương trình (Để đánh giá tình trạng phát triển của thực vật. Ngoài ra, trong thí nghiệm2Trong đó, còn tiến hành.FluorCamHình ảnh huỳnh quang năng động diệp lục để đánh giá hiệu suất quang hợp của cây。

4. Hình ảnh gốc và phân tích kiểu hình phá hoại

Trong thí nghiệm1Vào cuối mỗi quá trình điều trị, rễ được làm sạch bằng tay và ghi lại chiều dài và chất lượng khô của rễ. Sử dụngCông ty EPSONMáy quét phẳng vàKhám phá RhizoVisionPhần mềm có được các thông số gốc, bao gồm chiều dài, khối lượng, đường kính và diện tích bề mặt. Vào ngày cuối cùng của hình ảnh, xác định chiều dài, trọng lượng tươi và trọng lượng khô trên mặt đất. Thử nghiệm2Trong đó, vào ngày cuối cùng của hình ảnh đã xác định được trọng lượng khô trên mặt đất.

Kết quả nghiên cứu

1. Xác định chương trình ép buộc tốt nhất

Kết quả thí nghiệm cho thấy sự chậm lại trong tăng trưởng thực vật rõ rệt hơn khi thời gian áp lực ngập nước kéo dài và hiệu ứng này vẫn tiếp tục trong thời gian phục hồi. Trong thí nghiệm1Trong đó, chỉ14Trọng tài: Pavel Královec (P5vàP6) Cho thấy sự khác biệt đáng kể về chất lượng khô thực tế giữa nhóm kiểm soát và nhóm ngập nước (Hình3phảiEvàF）。 Đặc biệt bao gồm7thời hạn: permanant-never Lift ban (VĨNH VIỄN) (P6Sự thay đổi đáng kể nhất về chất lượng khô tại thời điểm thu hoạch vàThông qua khu vực chiếu trên mặt đấtPSA(cho biết sinh khối trên mặt đất) phân biệt rõ ràng nhất sự khác biệt về dung nạp giữa các kiểu gen(Biểu đồ3tráiF), do đó được chọn là phương án xử lý tốt nhất cho các thí nghiệm tiếp theo.

2. Ảnh hưởng của ngập lụt đến sinh khối lúa mạch và hiệu suất quang hợp

Trong thí nghiệm2Trong đó, sinh khối của bốn giống lúa mạch giảm đáng kể dưới áp lực ngập nước và chất lượng khô của nhóm ngập nước giảm khoảng chừng so với nhóm đối chứng.73%Đến81%Thông qua phân tích hình ảnh,Quan sát thực vật dưới áp lực ngập nướcPSAGiảm đáng kể, cho thấy sự tăng trưởng bị ức chế(Biểu đồ4A）。

Hình ảnh huỳnh quang chlorophyll cho thấy rằng trong thời gian căng thẳng, tất cả các giốngFv / FmCác giá trị (hiệu quả quang hóa tối đa) đều giảm, nhưng phục hồi trong thời gian phục hồi. Đặc biệtLời hứa vànggiống trong suốt quá trình thí nghiệm.Fv / FmGiảm giá trị là tối thiểu, cho thấy khả năng chịu đựng của nó đối với căng thẳng ngập nước(Biểu đồ4B）。

3. Phân tích thay đổi độ xanh

Bằng cách phân tích màu xanh lá cây trong hình ảnh, người ta phát hiện ra rằng áp lực ngập nước gây ra sự thay đổi về số lượng pixel trong một số sắc thái cụ thể. Chiều dày mối hàn góc (Màu sắc 2、3và4(Trở nên ít rõ ràng hơn trong các loài thực vật ngập nước, và màu xanh lá cây nhạt hơn)Màu sắc 7、8、9và10(Và màu tối nhất).Màu sắc 1) Tăng cường dưới áp lực ngập lụt. Những thay đổi này là đáng chú ý nhất trong thời gian bị cưỡng chế và dần dần trở lại bình thường trong thời gian phục hồi.5）。 Vì vậy,Có sự khác biệt đáng kể về thành phần và sự thay đổi động lực của tông màu xanh lá cây của các loại lúa mạch di truyền khác nhau dưới áp lực ngập nước và có thể được sử dụng như một chỉ số chẩn đoán khả năng chống ngập nhanh, không phá hủy.

Kết luận nghiên cứu

Thiết bị vớt váng dầu mỡ cho xử lý nước thải -PetroXtractor - Well Oil Skimmer (14Thiên uy hiếp cộng thêm7Ngày phục hồi), chương trình có thể phân biệt đáng kể phản ứng của các giống lúa mạch khác nhau đối với căng thẳng ngập nước. Các phát hiện cho thấy căng thẳng ngập nước làm giảm đáng kể sinh khối và tính chất quang hợp của lúa mạch, và khả năng thích nghi và phục hồi của cây đối với căng thẳng có thể được quan sát thông qua phân tích màu xanh lá cây. Ngoài ra, nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc bao gồm thời gian phục hồi sau khi bị ép buộc, vì điều này giúp quan sát sự phục hồi tăng trưởng của cây sau khi bị ép buộc.Thông qua phân tích kiểu hình hình ảnh thông lượng cao, nghiên cứu này cung cấp một phương pháp mới, có thể lặp lại để đánh giá khả năng chịu ngập sớm của lúa mạch, giúp định lượng chính xác hơn các dấu hiệu liên quan đến căng thẳng ngập nước, chẳng hạn như màu xanh lá cây,Fv / FmvàPSA。

Bắc Kinh Yicotai cung cấp giải pháp công nghệ toàn cảnh cho kiểu hình thực vật

üMàn hình thực vậtHệ thống phân tích hình ảnh kiểu hình thông lượng cao cho cây nhà kính

üNâng cấp toàn diệnFluorCamHình ảnh huỳnh quang chlorophyll/Công nghệ hình ảnh huỳnh quang đa phổ

üPhenoTron®Kỹ thuật phân tích hình ảnh kiểu hình cây trồng trong nhà

üFluorTron ®Kỹ thuật phân tích hình ảnh kiểu hình quang hợp thực vật

üPhenoPlot®Công nghệ phân tích hình ảnh kiểu hình thực vật Daejeon

üNền tảng kiểu hình di động thông minh

üSản phẩm Ecodrone®Công nghệ viễn thám kiểu hình UAV

üGiải pháp toàn diện cho đo quang hợp