Система ИИ позволяет визуализировать рост растений от прорастания до развития корней

Для изучения роста растений и их взаимодействия с почвой команда из KAUST разработала недорогую систему MutipleXLab для неинвазивного визуального контроля с высокой пропускной способностью.

Система отличается от других дорогих и стационарных инструментов тем, что она модульная, мобильная и недорогая. Она может непрерывно контролировать тысячи семян — от прорастания до развития корневой системы.

  • «Наша система сочетает высокопроизводительный фенотипирование с высоким разрешением, что является распространённым узким местом в феноменике растений», — говорит аспирант Винисиус Любе.

Тестирование системы на растениях Arabidopsis для мониторинга прорастания семян и роста корней дало надёжные данные и позволило точно оценить индекс всхожести и почасовую скорость роста у разных мутантов.

Для анализа и количественной оценки динамики роста корней использовались технологии компьютерного зрения, распознавания образов и машинного обучения.

  • «Разработанные нами модели сегментации изображений необходимы для того, чтобы система могла полностью работать в высокопроизводительном режиме с минимальным участием человека», — поясняет Любе.

Система также может анализировать различия между мутантами и оценивать качество семян в разных партиях.

По словам учёного-растениевода Икрам Блилу, сила системы заключается в её автоматизированном и простом режиме работы в сочетании с низкой стоимостью.

Планируется коммерциализировать MutipleXLab. Она может стать ценным инструментом для:

  • биологов растений,

  • семенной индустрии,

  • учёных, занимающихся сельскохозяйственными культурами,

  • селекционных компаний.

  • «Её можно использовать для тестирования и оценки жизнеспособности партий семян, скрининга на определённые фенотипы, включая скорость прорастания и длину корней, а также для скрининга мутантов или сортов в различных условиях, оценивая их реакцию на такие стрессы, как засоление и дефицит питательных веществ», — говорит Блилу.

Исследование опубликовано в журнале Plant Methods.