電腦視覺技術通常是指如何使機器“看”的科學,就是用攝像鏡頭和電腦代替人的眼睛和大腦,對特殊目標和鏡像進行觀察、測量和分析。如采用延時攝影技術可以獲取不同于普通攝影拍攝到的影像,這一技術經常被用于科幻電影和觀察日出日落與花開花落等現象。而現在這項技術已被賦予更大的科研職能,在研究控制植物生長發育的基因性狀方面發揮著作用。
在美國威斯康星大學麥迪遜分校植物生理學家埃德加·斯波爾丁的植物實驗室里,一些攝像頭正對著許多籠罩在紅色光線下的培養皿,這些器皿中種植著玉米的種子,在最理想的紅色光線下生長。這只是過去5年中斯波爾丁教授所拍攝的眾多鏡頭之一,這組鏡頭是為拍攝農作物是如何在最理想狀態下發育和茁壯成長的。
斯波爾丁利用可進行特殊控制的照相機對植物根部每30秒拍攝一張圖片,此外,他還利用一個6英尺高的機器人攝像機同時對多個植物根部進行拍攝。“如果我們對植物的特性不了解,就難以對其進行改良。”斯波爾丁教授選擇的方法是通過觀察植物生長發育的過程,來了解構成植物DNA的基因性狀。他解釋說:“一種有效途徑是采集植物圖像,并通過檢測這些植物不同的生長和發育情況,推斷出那些導致這些變化的基因。”
研究人員已經培育出許多具有不同遺傳性狀的玉米。“我們針對不同植物研制出了許多拍攝方法。”斯波爾丁解釋說。通過延時拍攝技術得到的影像信息被輸入電腦之后,植物根部細胞生長率以及根尖部的角度和彎曲度等都可以根據一定的運算法則得到精確計算和描述。
斯波爾丁認為,通過使用這種電腦視覺和機器視覺技術來跟蹤植物生長和發育過程,可以使人們清楚地觀察到控制植物根部發育的基因。這些數據對于進一步研究植物生長發育的規律和改良作物品種具有非常重要的意義。
(科技日報)
日本農業環境技術研究所和東京大學、日本原子力研究開發機構共同研究,選育出對水田中鎘吸收量極少的越光水稻新品種。
聯合研究小組采用離子束照射越光水稻種子,選取引起其DNA變異的3000份種子,種植在鎘含量較高的水田中,收獲后通過鎘含量測定,選育出鎘吸收量極低的3個品種類型。經測定,選育出的品種收獲后鎘含量僅為0.03PPM,是對比試驗品種的1/30左右,同時大大低于0.4PPM的日本農作物產品質量標準。而且其生育狀況、產量和味道沒有變化。
另外,該研究通過實驗鎖定了變異的DNA特定標識,對于高效培育鎘吸收量小的其他品種提供了重要參考。
(科技部網)
自然界的百合有白、粉、黃等顏色,但沒有藍色。日本新潟縣農業綜合研究所日前宣布,他們與三得利控股有限公司合作,利用轉基因技術首次培育出藍色百合。
由于百合缺乏一種基因,不能合成藍色色素飛燕草素所必需的類黃酮3′,5′羥基化酶,自然條件下不存在開藍花的百合。新潟縣是百合栽培大縣,縣農業綜合研究所從2006年開始就與三得利合作共同研發藍色百合。
最終,研究小組在粉紅色百合中植入桔梗科風鈴草的藍色基因,成功培育了能夠產生飛燕草素的藍色百合。研究小組曾嘗試向百合植入三色堇、薰衣草等8種植物的藍色基因,只有風鈴草基因最終獲得成功。
不過,這種藍色百合正式實現商品化栽培還要到2018年以后。今后,研究人員將繼續研究以使藍百合的藍色更深。
(新華社)