Фенотипирование корней шалфея многокорневищного открывает связь между признаками и биологически активными компонентами

Plant Phenomics опубликовала исследование, в котором представлен комплексный подход к фенотипированию корней лекарственного растения Salvia miltiorrhiza (шалфей многокорневищный, Даньшэнь).

Методы и результаты:

• С помощью систем WinRHIZO и RhizoVision Explorer были проанализированы 102 изображения корней, получено 81 параметр. Параметры Total Length, Surface Area и Volume показали сильную линейную корреляцию с фактической биомассой.
• Инструменты Rootscan и RootScape использовались для анатомического анализа и классификации архитектуры корневой системы (RSA). Корни были сгруппированы в отдельные типы RSA.
• Метаболический профиль выявил распределение основных активных компонентов (фенольных кислот и таншинонов) в тканях корня. Некоторые метаболиты показали существенную связь с конкретными фенотипическими признаками, такими как Volume Range 4 и Total Surface.
• Алгоритмы машинного обучения, особенно Random Forest (RF) и Gradient Boosting (GB), превзошли другие модели в точности классификации корней.
• Установлена значимая линейная регрессионная зависимость между содержанием конкретных биологически активных соединений и "цифровой биомассой", рассчитанной на основе Total Surface.

Вывод: Исследование демонстрирует, что производство ценных соединений в корнях S. miltiorrhiza можно количественно прогнозировать на основе фенотипических признаков, без традиционных химических методов. Этот подход открывает путь к оптимизации селекции и выращивания лекарственных растений.