В Федеральном исследовательском центре «Институт цитологии и генетики СО РАН» разработаны компьютерные программы для экспресс-анализов злаковых в полевых условиях: приложения для массового фенотипирования зерен пшеницы и опушения листа (трихом).

В ходе работы ученые придумали способ быстрого подсчета трихом на поверхности листа растений с помощью анализа цифровых изображений, полученных под микроскопом. Если еще недавно исследователям приходилось считать их, глядя в окуляр, то теперь достаточно согнуть лист и сфотографировать получившийся образец. Затем программа LHDetect2 автоматически определит не только количество волосков, но также их длину и распределение на листе. Этот метод уже был апробирован на пшенице и табаке.

Мобильное приложение SeedCounter. Фото предоста...

Мобильное приложение SeedCounter. Фото предоставлено Иваном Генаевым

Трихомы произрастают из верхнего слоя эпидермиса растений и могут выполнять целый ряд функций. В частности, у пшеницы они принимают участие в ответе растения на условия окружающей среды, формируя защиту от солнечной радиации и насекомых — высоко опушенные сорта оказываются более устойчивыми к воздействию вредителей. Научный сотрудник лаборатории эволюционной биоинформатики и теоретической генетики ИЦиГ СО РАН кандидат биологических наук Михаил Генаев отмечает, что изучение трихом очень важно еще и с точки зрения биотехнологий, так как в опушении некоторых видов растений могут накапливаться редкие метаболиты, полезные для человека.

В ИЦИГ СО РАН также разрабатываются приложения для анализа характеристик продуктивности растений с учетом применения в полевых условиях. Так, в конце посевного сезона биологи выезжают в поля и проводят стандартную процедуру — структурный анализ пшеницы. Когда она созревает, растения выкапывают и проводят различные измерения корневой системы, длины стебля, количества колосков и так далее. Одна из трудоемких и затратных по времени задач — извлечение и подсчет зерен из каждого колоса: в одном соцветии их может быть от 20 до 50. Чтобы ускорить и облегчить эту процедуру, в ФИЦ создали мобильное приложение SeedCounter, которое может работать на любом смартфоне с Android. Достаточно высыпать зерна на лист белой бумаги и навести на них камеру мобильного устройства — программа не только автоматически их посчитает, но также измерит длину и ширину каждого объекта.

«Наука в Сибири»