新的成像和機器學(xué)習(xí)方法加快了減少作物對水需求的努力

伊利諾伊州香檳市——科學(xué)家們開發(fā)并部署了一系列新的成像和機器學(xué)習(xí)工具，以發(fā)現(xiàn)有助于作物光合作用過程中水分利用效率的屬性，并揭示這些性狀變異的遺傳基礎(chǔ)。

這些發(fā)現(xiàn)在伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校研究生 Jiayang (Kevin) Xie 和 Parthiban Prakash 以及博士后研究人員 John Ferguson、Samuel Fernandes 和 Charles Pignon 領(lǐng)導(dǎo)的四篇研究論文中進行了描述。

負責(zé)這項研究的伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校植物生物學(xué)和作物科學(xué)教授Andrew Leakey說，目標(biāo)是培育或改造在不犧牲產(chǎn)量的情況下更擅長節(jié)水的作物。

“干旱壓力比其他任何事情都更能限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，”利基說。“科學(xué)家們正在努力尋找方法，在不減少葉子吸收的二氧化碳量的情況下，最大限度地減少植物葉子的水分流失。”

植物通過葉子上稱為氣孔的小孔“吸入”二氧化碳。二氧化碳驅(qū)動光合作用并有助于植物生長。但是氣孔也允許水分以水蒸氣的形式逸出。

“葉子和大氣之間交換的水蒸氣和二氧化碳的量取決于氣孔的數(shù)量、大小以及它們響應(yīng)環(huán)境信號而打開或關(guān)閉的速度，”Leakey 說。“如果降雨量少或空氣太熱太干燥，可能沒有足夠的水來滿足需求，導(dǎo)致光合作用、生產(chǎn)力和生存率降低。”

為了更好地了解玉米、高粱和狗尾草等植物的這一過程，該團隊分析了其葉子上的氣孔如何影響植物的水分利用效率。

“我們調(diào)查了這些密切相關(guān)物種中氣孔關(guān)閉運動的數(shù)量、大小和速度，”Leakey 說。“這是非常具有挑戰(zhàn)性的，因為測量這些特征的傳統(tǒng)方法非常緩慢和費力。”

例如，確定氣孔密度以前需要在顯微鏡下手動計算氣孔。Leakey 說，這種方法的緩慢意味著科學(xué)家無法分析大型數(shù)據(jù)集。

“葉表皮的許多特征通常無法測量，因為這需要太多時間，”他說。“或者，如果他們得到測量，那是在非常小的實驗中。而且你無法通過一個非常小的實驗來發(fā)現(xiàn)一個性狀的遺傳基礎(chǔ)。”

　　免責(zé)聲明：本文由用戶上傳，與本網(wǎng)站立場無關(guān)。財經(jīng)信息僅供讀者參考，并不構(gòu)成投資建議。投資者據(jù)此操作，風(fēng)險自擔(dān)。 如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！