Высокотехнологичные инструменты помогут селекционерам зерновых быстрее "увидеть" ценные признаки растений

Команда Texas AgriLife Research применяет два промышленных инструмента в программе селекции мелкозерновых культур, чтобы быстрее и менее инвазивно, чем при обычной практике, выявлять ценные признаки засухоустойчивости у пшеницы.

В команду входят д-р Амир Ибрагим, руководитель программы селекции мелкозерновых AgriLife Research; д-р Дирк Хейс, профессор развития зерновых культур в отделе почвоведения и растениеводства Техасского университета A&M; д-р Роберт Вашингтон-Аллен, профессор отдела экосистемных наук и менеджмента Техасского университета A&M; и Шон Томпсон, аспирант докторантуры по селекции растений.

Исследование изучает признаки надземной и подземной частей с использованием технологий высокопроизводительного фенотипирования, пояснил Ибрагим. Цель — дифференцировать типы растений с целью выявления признаков, которые дают селекционной линии преимущество в условиях засухи.

Проект Томпсона использует георадар и наземный лазерный сканер для изучения признаков, которые "мы не могли изучать в прошлом".

Георадар изначально разрабатывался для строительной индустрии. Команда адаптирует его, чтобы впервые получить возможность изучать корневую систему пшеницы прямо в поле, не разрушая растения. Раньше для измерения биомассы корней растение приходилось выкапывать.

• Георадар может картировать трехмерное пространственное распределение корней, оценивать их биомассу и, возможно, различать корневые системы разных культур.
• Радиосигнал частоты, аналогичной старым сотовым телефонам, посылается в землю. Более высокая концентрация влаги в корнях по сравнению с почвой позволяет их детектировать.
• Способность картировать корни на разной глубине позволяет выявлять растения с более глубокой или широко распространяющейся корневой системой, что, как предполагается, обеспечивает растение большим количеством воды во время засухи.

Наземный лазерный сканер создает высокодетализированные 3D-изображения надземной части растений.

• Он использует безопасный зеленый лазер, который может сканировать поле на расстоянии до 300 метров с точностью до 4 миллиметров.
• Сканер делает несколько снимков с разных сторон для минимизации теней, которые затем объединяются в компьютере в 3D-облако точек.
• Это позволяет точно измерять высоту растений и другие параметры, связанные с урожайностью, без субъективной bias ("предвзятости") и без уничтожения растений, как при традиционных методах.
• Измерения можно проводить многократно в течение сезона, а также анализировать значительно большие популяции растений, увеличивая шансы найти продуктивные для фермеров линии.

Итог: Эти инструменты открывают двери для технологий, позволяющих собирать данные быстро, точно и неразрушающим методом, что является ключевым преимуществом для современной селекции.