MENU iconMENU
趨勢快訊
無人機與基因技術結合培育抗旱小麥
2025/12/15
摘要
以色列希伯來大學農業學院與農業研究機構Volcani研究所團隊結合無人機遙測技術與基因組分析,建立高效篩選抗旱小麥品種的新方法。團隊運用搭載熱成像與高光譜相機的無人機,非接觸式監測300種小麥基因型在水分充足與乾旱條件下的生理反應,成功識別出調控氣孔導度、葉面積指數與葉綠素含量的關鍵基因標記。這項技術突破不僅將水資源利用效率評估精度提升28%,更大幅加速耐旱品種的育成進程,為應對氣候變遷下的糧食安全提供新工具。

無人機與基因技術結合培育抗旱小麥

  傳統小麥抗旱性篩選依賴人工測量氣孔導度,效率低且易損傷植株。本研究旨在開發非破壞性、高通量的表型監測技術,透過無人機遙測數據精準量化小麥水分調節能力,並建立生理性狀與基因組的關聯,加速耐旱品種的遺傳選育。面對全球暖化加劇的乾旱風險,此方法有望縮短育種周期,提升糧食系統韌性。

  研究團隊在Pheno-IL人工控雨設施中,對300種小麥基因型進行兩季栽培試驗,分別模擬理想供水與乾旱條件。無人機定期飛行採集熱輻射光譜反射數據,透過支持向量機(SVM)模型解析葉片溫度、葉面積指數及葉綠素動態,並推算氣孔導度變化。結合基因組關聯分析(GWAS),鎖定與抗旱性相關的遺傳位點,最終以田間試驗驗證標記可靠性。

  研究發現試驗成功識別16個與抗旱性顯著相關的遺傳標記,其中5個標記同時調控氣孔導度效率與葉綠素維持能力。在乾旱條件下,攜帶這些標記的小麥品系產量穩定性提高19%,水分利用效率提升32%。田間驗證證實,利用無人機表型篩選的品系,其遺傳增益較傳統方法加速3倍,且無需接觸植株即可獲得精準數據

  此項研究發表在2025年《Computers and Electronics in Agriculture》期刊,研究貢獻在於為智慧農業與作物分子育種開創了全新典範。研究團隊首度將無人機遙測、熱成像與高光譜技術結合機器學習,成功實現了對小麥氣孔導度等抗旱性狀的非接觸式、大規模、高精度監測,克服了傳統人工測量耗時且易受損的技術瓶頸。

【延伸閱讀】- 結合光譜技術建立一套準確檢測南瓜品質方法,提供客觀品質保證


相關文章
網站導覽
活動資訊
訂閱RSS
電子報訂閱