«Чтобы справиться с изменившимися требованиями к сельскому хозяйству, необходимо выведение новых видов растений. Для этого нам нужно лучше понимать важные культуры, такие как рис, который считается самым важным источником продовольствия во всем мире», — сказал д-р Майкл Риманн из Объясняет отдел молекулярной клеточной биологии Ботанического института KIT.
Вместе с представителями стартапа он разработал систему RiSeGrAn (анализ роста рассады риса), которая анализирует рост рассады риса. Сравнивая генетически разные виды, можно сделать выводы относительно функции определенных генов устойчивости к различным стрессовым факторам.
Поскольку исследования концентрируются на первых фазах развития проростков, вариации генов можно классифицировать быстрее. Система использует инфракрасную камеру для фотосъемки саженцев растений, растущих в темноте. «Сначала саженцы должны расти в темноте, чтобы они стали очень чувствительными к свету.
Затем мы можем измерить влияние света на саженцы», — объясняет Риманн. На следующем этапе система автоматически оценивает фотографии.
Настройка системы RiSeGrAnСистема помещается в коробку размером 50 х 50 сантиметров. Интерьер освещается 20 инфракрасными светодиодами. «Саженцы меняют свой внешний вид в зависимости от того, растут ли они в темноте или на свету.
Однако система должна наблюдать за растениями, а не оказывать на них влияние. По этой причине коробка сконструирована таким образом, чтобы не допустить попадания видимого света на саженцы. , — говорит Риман.
Саженцы помещают в герметичную тарелку в водном агаре — прозрачной питательной среде, снабжающей саженцы водой. Для подробного документирования роста растений система делает снимок каждый час в течение десяти дней с компьютерным управлением без необходимости заглядывать в ящик.
Алгоритмы, разработанные da-cons GmbH, используются для определения по фотографиям длины побега, первого листа и корня. Кроме того, компьютер автоматически передает фотографии на сервер, где они могут быть просмотрены исследователями.Видео иллюстрирует систему RiSeGrAn: http://da-cons.de/uploads/images/videos/RiSeGrAn__description.mp4«С помощью системы мы можем обнаружить неизвестные свойства известных генов. Например, мы можем точно измерить параметры, такие как время прорастания или роста определенных тканей», — объясняет Риман. «Наши измерения могут поддержать исследования молекулярной биологии, выявив гены, которые делают растения более устойчивыми к определенным стрессовым факторам, например засоленным почвам».
Платформа OpenDataНа следующем этапе разработчики проекта RiSeGrAn планируют создать онлайн-платформу OpenData на основе собранных данных. Затем ученые могут публиковать свои данные на этой платформе. OpenData означает, что необработанные данные, полученные в результате экспериментов, должны быть доступны другим ученым.
Исследователи имеют возможность проверить первоначальные результаты или изучить данные по определенным характеристикам. «На основе данных системы RiSeGrAn теперь мы можем протестировать, как лучше всего передать их на платформу OpenData. Кроме того, мы можем оценить требуемую мощность компьютера и изучить различные способы представления результатов», — д-р Майкл.
Крайм, директор по развитию da-cons GmbH, говорит. «В общем, технические фоновые процессы и пользовательский интерфейс могут быть лучше разработаны с реалистичными данными, чем с данными испытаний». da-cons использует наборы данных проекта RiSeGrAn для определения требований, которым должна соответствовать платформа, и для тестирования последней.