研究人员研究根系生长以培育更耐寒、耐候的作物

 Food Additives >> 食品添加剂小知识 >  >> 健康食品


威斯康星大学麦迪逊分校的研究员 Edgar Spalding 正试图弄清楚如何种植最适合在所有条件下生存和茁壮成长的作物。通过使用延时视频并研究构成植物 DNA 的数千个基因中每一个基因的功能,Spalding 希望能够更好地了解根系生长和控制它的基因。

起初,威斯康星大学麦迪逊分校植物生理学家 Edgar Spalding 实验室的密室可能会被误认为是好莱坞电影中的外星飞船。这是一个沐浴在微弱红光中的房间,相机镜头指向装在培养皿中的奇怪实体。

仔细观察发现,培养皿中根本没有任何外星人,而是非常朴实的玉米幼苗。它们在红光下生长以获得最佳生长。它们只是斯伯丁过去五年创作的数千部延时电影中的一种植物。目标:弄清楚如何种植最适合生存和繁荣的作物。

植物学家寻找可以长出更好根的基因。图片来源:美国国家科学基金会

“除非我们很好地理解它,否则我们不能指望改进它,”斯伯丁说。在美国国家科学基金会 (NSF) 的支持下,斯伯丁正在探索是什么让植物滴答作响。他说,关键是研究构成植物 DNA 的数千个基因中每一个的功能。 “一种方法是收集那些基因以某种方式改变的植物的图像。通过测量这些植物如何以不同的方式生长和发育,”斯伯丁说。

“我们能够推断出被操纵的基因的功能,”他继续说道。研究人员已经创造了数千种基因不同的玉米植物。 Spalding 使用特制的相机每隔 30 秒左右拍摄植物根部生长过程中的照片。

他还使用了一个六英尺高的机器人相机,能够同时拍摄几十个树根。 “我们已经对数千种不同的植物进行了数十万次测量。假设我们有一把尺子,我们可能会排在第二位……也许吧,”他笑着说。延时电影被加载到计算机中,算法可以精确测量根部的细胞生长速率,以及根尖的角度和曲率。

“通过使用这种所谓的计算机视觉或机器视觉来跟踪[植物]的生长和发育,我们可以获得控制根系生长的基因,这些基因有望对作物改良具有根本重要性。它为有助于人类改善植物的发现奠定了基础。”

斯伯丁正在为未来更好的作物播下种子。这是一个他认为值得发展的想法。