ACCURACY ASSESSMENT OF Syringa vulgaris L. MORPHOLOGICAL SIGNS PHENOTYPING WITH A LASER 3D SCANNER PlantEye F500 DEPENDING ON PLANT LOCATION ON THE SCANNED SURFACE

Abstract

Так как методические приемы прямой генетики применимы только для моногенных признаков, свойства полученного селекционного материала, линии или сорта должны быть проверены в полевых условиях, поскольку присутствие в геноме желательного гена, подтвержденное молекулярными методами, не всегда приводит к формированию ценного для селекции признака. Системы на основе технологий 3D изображений позволяют получить модель растения, а также информацию о морфологических параметрах. Однако крайне мало внимания уделяется составлению протоколов проведения феноскрининга. Целью настоящего исследования была сравнительная оценка точности определения морфологических характеристик у растений сирени традиционными методами и с использованием технологии машинного зрения в зависимости от расположения объекта на сканируемой поверхности. В качестве модели для отработки методики феноскрининга выбрали микроклоны сирени (Syringa vulgaris L.) сорта Милосердие. Микроклоны характеризуются высокой степенью морфологической однородности и небольшие по размеру, что позволяет проводить измерения и сопоставлять полученные данные в достаточно больших выборках, нормализуя их к средним значениям. Учеты выполняли после окончания адаптации растений и культивирования в течение 1 мес в тепличных боксах. При традиционной морфометрии выборка составляла 10 микроклонов, у которых измеряли высоту мерной линейкой, площадь поверхности каждого листа -контурным методом. При сканировании (3D-сканер PlantEye F500, «Phenospex B.V.», Нидерланды) каждое из 10 отобранных растений располагали в пяти разных точках сканируемой поверхности и в одном и том же положении проводили не менее пяти повторных сканирований. При применении технологии машинного зрения определяли 3D площадь листьев, проецируемую площадь листьев, цифровую биомассу, высоту, максимальную высоту, наклон листьев, угол наклона листьев, глубину проникновения света. Установлено, что для получения объективных и сопоставимых результатов при использовании 3D-сканера оптимально располагать растения в центре сканируемой поверхности в одном и том же положении, а в качестве морфологических параметров для идентификации сортов и фиксации приростов можно рекомендовать следующие параметры: площадь листа, проекционная площадь листа, высота, угол наклона листа. Для каждого вида растений необходимо проводить первичные морфологические исследования традиционными методами, а затем сравнивать полученные данные с результатами сканирования, чтобы внести поправочные коэффициенты и подтвердить информативность используемого набора признаков, тем самым повышая точность данных, полученных в результате использования технологии машинного зрения.