Новая доступная система фенотипирования растений

Фенотипирование — оценка наблюдаемых характеристик растений — важно для понимания их развития и реакции на стресс. Традиционные методы часто громоздки, дороги и разрушительны, что ограничивает масштаб исследований. Новая система доступных, мобильных и высокопроизводительных инструментов делает технологию доступной для более широкого круга пользователей.

Разработанное в Boyce Thompson Institute (BTI) "всё-в-одном" решение включает недорогие аппаратные конструкции, конвейеры обработки данных и удобную платформу для анализа. Система BTI собирает данные, не повреждая растения, позволяя непрерывно отслеживать рост и получать детальное понимание реакций растений во времени. Интеграция простого оборудования с продвинутыми вычислительными конвейерами создаёт эффективное решение для высокопроизводительного фенотипирования.

"Снижая стоимость и технические барьеры для продвинутого фенотипирования растений, наша работа позволяет исследователям по всему миру проводить доступные, основанные на данных исследования", — сказала Магда Юльковска, доцент BTI и соавтор исследования. — "Это может ускорить селекцию более устойчивых и продуктивных культур, повышая продовольственную безопасность устойчивым образом".

Используя новый набор инструментов, команда проанализировала устойчивость к засухе у коровьего гороха (вигны) — основной продовольственной культуры для миллионов людей в засушливых регионах. Они идентифицировали несколько генетических локусов, связанных с реакцией на засуху, прокладывая путь для выведения более устойчивых сортов. Результаты и детали платформы были опубликованы в журнале Plant Physiology.

"Эта технология может помочь преобразовать регионы, где нехватка воды угрожает продовольственной безопасности, позволяя проводить локализованные, рентабельные исследования урожайности в стрессовых условиях", — отметил Ли'анг Ю, научный сотрудник BTI и соавтор исследования. — "Адаптивность системы означает, что её можно использовать для различных видов, от основных культур до менее распространённых растений".

Одна из ключевых особенностей системы — интеграция с удобными вычислительными конвейерами. Хейли Сасман, учёный BTI и соавтор исследования, поясняет: "Разработанное нами приложение RaspiPheno App упрощает анализ данных, предлагая интерактивную платформу для обработки и визуализации фенотипических данных. Это сокращает время на обучение и позволяет исследователям сосредоточиться на биологических выводах, а не на технических сложностях".

Все аппаратные конструкции, программное обеспечение и протоколы были сделаны общедоступными. "Делая эти инструменты открытыми, мы надеемся способствовать новым открытиям и сотрудничеству, которые помогут решить некоторые серьёзные проблемы, стоящие перед сельским хозяйством сегодня", — сказал Эндрю Нельсон, доцент BTI и соавтор исследования.

Работа команды — яркий пример того, как улучшение технологий фенотипирования может ускорить исследования в биологии растений и их практическое применение.