Исследователи разработали новый инструмент для выполнения одной из наиболее сложных задач сельского хозяйства — испытания семян на всхожесть.
Аграрии заинтересованы в семенах, которые прорастают эффективно и равномерно, и способствуют формированию хорошей урожайности сельскохозяйственных культур, пишет glavagronom. Поэтому поставщики семенного материала должны проводить испытания образцов для обеспечения соблюдения определенной нормы всхожести, что является сложным и трудоёмким процессом.
Новая система SeedGerm, основанная на машинном обучении, выполняет анализ изображений семян в полуавтоматическом режиме. Продукт является результатом сотрудничества между Earlham Institute (EI), центром Джона Иннеса, Syngenta и NIAB.
«В настоящее время большая часть всхожести семян всё ещё регистрируется вручную. SeedGerm — это быстрый и высокоточный скрининг семян на определение их урожайности», - заявил Кармел О'Нил, научный сотрудник Penfield Group в Центре Джона Иннеса.
Оборудование SeedGerm оснащено камерами с высоким разрешением, которые делают фотографии на протяжении всего процесса прорастания. Программное обеспечение в автоматическом режиме фиксирует каждую стадию от впитывания семенами влаги до появления корневой системы с дальнейшими изменениями, происходящими с вегетирующим растением.
Контролируемое машинное обучение в автоматическом режиме проводит сравнительный анализ процесса прорастания семян. Алгоритмы могут быть настроены под заданные специалистом параметры. Техника анализирует этапы прорастания через измерение размера, формы, цвета семян.
Эксперты по прорастанию семян из компании Syngenta подтвердили эффективность SeedGerm для измерения скорости прорастания и здоровья ростков по пяти основным видам сельскохозяйственных культур, включая томат и рапс.
Разработка является самым настоящим прорывом для специалистов, которые вынуждены проводить подсчёт семян и оценивать их всхожесть в ручном режиме. По прогнозам ученых, SeedGerm может использоваться в сертификации семян, страховании и в рамках разработки рекомендаций по посевам.
С помощью SeedGerm можно проводить фенотипические изменения. Данная технология существенно расширяет область применения оборудования. Продукт можно использовать в исследованиях улучшения урожая. Многие из характеристик, которые анализируются и измеряются машинным интеллектом, помогут оценить производительность семян в полевых условиях, учитывая объём влаги в почве, влияние сорных растений на развитие культуры, вероятную урожайность и другие показатели.
Применение SeedGerm в исследовании рапса обнаружило область хромосомы, которая объясняла разницу между семенами с низким и высоким уровнем прорастания. Кроме того, ген в этом регионе связан с геном, участвующим в передаче сигналов абсцизовой кислоты (ABA) на модельном растении, что представляет интересную цель для будущих исследований и подчеркивает полезность SeedGerm для измерения эффекта генетических изменений.
SeedGerm, по словам учёных, является большим шагом вперед в автоматизации и получении высокоточных данных, необходимых для оценки всхожести семян. Это поможет семеноводческим компаниям и селекционерам в создании качественного семенного материала с высокими показателями по урожайности, стрессоустойчивости.
