KUBTECX射線成像系統(tǒng)在種子育種篩選分析功能的應(yīng)用

KUBTEC種子育種篩選分析功能
 食品安全是未來幾十年的一大挑戰(zhàn)。隨著人口的迅速增長，對食物的需求也在增加。為了解決這個問題，需要在植物育種方面取得進展，以改善植物品種。植物育種被稱為操縱植物物種，以改變植物的特征，以創(chuàng)造具有理想特性的新種子。利用先進的技術(shù)可以很容易地收集植物物種的基因型，但表型分析仍處于起步階段�；�因型是細胞的遺傳結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)型是指生物體的物理特征或特性。表型[2]是生物體基因序列、基因型和環(huán)境影響的基因表達的結(jié)果�；�本上，不同的表型可以存在于同一種物種中。在過去的10年里，基因組數(shù)據(jù)已經(jīng)大大增加，而確定相應(yīng)表型的方法卻很少。雖然基因組數(shù)據(jù)廣泛可用，但有助于研究基因組功能以選擇育種計劃的相應(yīng)表型仍然是被動的，特別是從育種計劃的田間試驗中收集的表型[1]。在收集相應(yīng)表型的模型方面幾乎沒有任何進展。這導致了連接基因型和表型的數(shù)據(jù)集的不平衡。在植物育種計劃中，對表型測定領(lǐng)域的進步的需求一直在升級。因此尋求融合當代圖像處理和機器視覺的進展，有效收集精確的表型數(shù)據(jù)，以破譯植物基因組和推進植物育種[1]。該研究是美國國家科學基金會(NSF)農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)研究(BREAD)項目BreadPheno的一部分。
X射線成像在農(nóng)業(yè)種子和林業(yè)篩選中有多種應(yīng)用。以下是一些常見的應(yīng)用領(lǐng)域：
 
種子質(zhì)量評估：X射線成像可以用于評估種子的質(zhì)量，包括檢測種子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部缺陷和病蟲害感染情況。通過觀察種子的內(nèi)部圖像，可以判斷種子的健康狀況和萌發(fā)潛力。
 
種子萌發(fā)測試：通過使用X射線成像技術(shù)，可以觀察種子在不破壞外殼的情況下的萌發(fā)過程。這有助于評估種子的萌發(fā)率和萌發(fā)速度，并為農(nóng)民或種子生產(chǎn)商提供種子質(zhì)量的重要信息。
 
林木品質(zhì)評估：在林業(yè)中，X射線成像可用于評估樹木的品質(zhì)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過掃描樹干、根部和樹木切片，可以檢測木材的缺陷、質(zhì)量和穩(wěn)定性，以支持木材選擇、加工和用途。
 
病蟲害檢測：X射線成像還可以用于檢測和診斷農(nóng)作物和林木中的病蟲害。通過掃描受感染植物部分的X射線圖像，可以觀察和分析病蟲害的影響范圍和嚴重程度。
 
 
 
種子軟件分析軟件功能-KUBTEC種子分析功能

原始圖片

• 可以自動識別種子，勾畫輪廓，判斷種子發(fā)育狀態(tài)，多種參數(shù)：包括種子ID，種子周長Perimeter，種子輪廓C,種子半長軸L,種子半短軸S，種子面積A，種子密度D等多種參數(shù)，可以選擇任意兩參數(shù)作為分析的關(guān)鍵因素作圖分析

此處根據(jù)種子的半長軸L及半短軸D作散點圖，可以認為周長在100左右，短半軸S在（15:18）長半軸L在（38:40）左右時，面積A在（400-550）時，紅色點處種子處于初始狀態(tài)，未見發(fā)芽
【圖片來自博卓生物www.biodrvier.com】

• 可以一鍵生成散點圖，單擊定位種子狀態(tài)，散點圖與原始圖片結(jié)合

圖片中綠色點短半軸S在（20：23）顯示種子開始膨脹，但此時出芽不夠明顯長半軸L在(33:40)區(qū)間，顯示剛剛萌芽狀態(tài)
【圖片來自博卓生物www.biodrvier.com】
 

• 可以預覽散點圖上每個種子的形態(tài)狀況
• 可以對種子形態(tài)進行無限分群分類分析，并保存分類結(jié)果與圖片，由此判斷種子發(fā)育發(fā)展階段
• 可以對種子進行色彩分析育種狀態(tài)