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電腦斷層掃描能檢驗小麥麥粒的抗逆境承受力

2020/04/01 @國際

摘要

澳洲與德國聯合團隊應用電腦斷層掃描技術,改變以往人工進行小麥脫粒與數據量測的曠日廢時,以自動化的方式大量篩檢具不同遺傳性狀之小麥,得以快速累積相關數據資料,加速抗逆境小麥品種的育種時程。

電腦斷層掃描能檢驗小麥麥粒的抗逆境承受力

  隨著氣候變化加劇,目前植物育種所遇到困境與挑戰越趨嚴重。為了鑑定影響穀物產量和逆境脅迫耐受性的基因,研究人員需要精確分析每個小麥麥穗上的穀物組成成分。然而目前蒐集的實驗數據多半是透過從田野中的穀物脫粒機獲得,但這種方法往往會造成小麥的損毀或缺失,而另一種方式是透過人工在溫室裡手動脫粒和測量數據,不但耗時費力而且費用昂貴。【延伸閱讀】透過電腦視覺系統提升不孕昆蟲技術的害蟲防治功效

  來自澳洲阿德萊德大學農業、食品和葡萄酒學院與德國弗勞恩霍夫集成電路研究所X射線技術發展中心的科學家們,開發出一種電腦斷層掃描(computed tomography,CT)方法,除了比起傳統方法更加省時省力,甚至可以提供更微小的精確數據,分析以人力來操作困難且費時的性狀特徵,像是麥穗上的麥粒尺寸、形態學上的區別和重量的差異,而這些特徵當小麥在不同生長時間點出現環境壓力時就會產生相對應的變化。例如在先前的研究中已經觀察到經歷乾旱熱逆境脅迫會引起某些類型的種子在形態上的改變。更重要的是,這種方法可以實現完全自動化,能夠在短時間內大量比對遺傳性狀不同的小麥,意味著將能夠透過大規模篩檢、分析穀物完成遺傳研究並訂定育種計劃,而這些實驗數據對於能夠確定小麥基因組區域和抗逆境脅迫機制的運作模式非常重要,從而加快能適應氣候變遷的植物育種過程。

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