物理科技生物学-PHYICA

聚合直播app找到最佳作物性状变得更加容易

生物 2022-04-29 00:03:10

翻译光合作用卓越中心 约翰·埃文斯教授

荣誉:ARC转化光合作用卓越中心 在不远的将来,一架无人机扫过小麦作物,通过检测叶片反射率,向坐在阴凉处的作物育种者的笔记本电脑发送信号

这个信号向她展示了哪些植物含有最好的基因,可以在接下来的漫长的夏季干旱中存活

作物育种者一直在寻找更快和非侵入性的方法来寻找使作物更高产或更抗旱或抗害虫的性状

在最近的一份出版物中,科学家发现测量从叶子反射的光的颜色包含温度信号,这一发现将极大地加速发现有用作物性状的过程

“到目前为止,我们一直在处理一个庞大的数据领域,其中包含许多有用但隐藏良好的特征,有点像试图在一本有数百万页的书中找到特定的单词

“现在,我们已经发现了由反射光制成的书签,可以找到最有用的单词,”ARC翻译光合作用卓越中心的约翰·埃文斯教授说,他是最近发表在《实验植物学杂志》上的论文的合著者

澳大利亚国立大学(ANU)的埃文斯教授说:“这篇论文最令人兴奋的结果是,我们发现叶片反射光谱——也称为高光谱反射——随温度而变化,换句话说,叶片反射包含一个温度信号,我们现在可以用它来估计其他参数。”

这种光学测量为小麦育种者带来了巨大的可能性

现在,使用高光谱反射率能够筛选出以前用其他方法不可能花费大量时间的性状

这意味着,在未来,育种者将能够使用无人机或表型分析工具扫描作物,同时检测许多有用的性状,这些性状目前要么太耗时而无法检测,要么需要破坏性采样和进一步分析才能确定

这打开了一扇门,可以捕捉到一套新的特征,而这些特征以前是无法选择的

“这项技术的妙处在于,通过一次测量,你可以推断出许多不同的特征,比如主要光合酶Rubisco的活性、电子传递和呼吸的速率以及叶片含氮量

" 在小麦中发现有用的基因尤其困难,因为它的碱基对比水稻多40倍,比人类多6倍

因此,由于我们需要测量大量的植物,该方法必须快速

在以前的工作中,该中心的科学家已经表明,测量高光谱反射率是一种有效和快速的方法,可以绘制植物种群图,以获得有用性状的遗传基础,检查这些性状在田间的表现,然后最终将它们应用到育种计划中

“从我们以前的工作中还不清楚这些测量是否受到测量时叶片温度的影响

我们知道,随着温度的变化,酶反应的速度会有很大的变化

他说:“这篇论文报道的实验表明,随着温度变化的性状,以及应该独立于温度的性状,可以通过相同的高光谱测量,在20到35℃之间变化的叶片温度下,进行稳健的预测。”

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