野核桃種子的表型變異分析-多光譜種子表型成像系統(tǒng)

生物體在不同環(huán)境因子影響下，某些性狀能發(fā)生變化，表現(xiàn)出可塑性。表型可塑性是生物適應(yīng)環(huán)境的重要方式。生物個(gè)體基因型通過產(chǎn)生多種表現(xiàn)型以適應(yīng)不同的環(huán)境條件，在種群水平具有調(diào)節(jié)生長(zhǎng)與物質(zhì)分配策略的功能和意義。植物種子大小是一個(gè)重要的繁殖特征，對(duì)植物的繁殖投入來說，種子輸出存在大小與數(shù)量之間的權(quán)衡,體積過小的種子將無(wú)活力或適合度低，太大的種子浪費(fèi)母體的資源，同樣會(huì)降低適合度。植物生長(zhǎng)是將初始光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為植物結(jié)構(gòu)物質(zhì)的過程，其生長(zhǎng)發(fā)育的可塑性在時(shí)間上隨不同的基因型、種群或物種而發(fā)生改變。采用遺傳上較為穩(wěn)定、不易受環(huán)境影響的性狀，如葉、花和果實(shí)等性狀研究表型可塑性，可以揭示群體的變異大小和遺傳規(guī)律，評(píng)價(jià)其遺傳多樣性水平，進(jìn)而為群體的保護(hù)提供理論支持。核桃為單性花、雌雄同株異熟植物，在實(shí)生繁殖條件下，其植物學(xué)形態(tài)特征表現(xiàn)出種內(nèi)多樣性。

野核桃自然保護(hù)區(qū)的野核桃種子為研究對(duì)象，通過大樣本取樣測(cè)量，分析其表型變異性及其生長(zhǎng)特征，為植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)、適應(yīng)與進(jìn)化等深入研究提供科學(xué)積累，并為經(jīng)濟(jì)資源植物新疆野核桃的利用和保護(hù)提供參考。所有野核桃種子縱徑與重量均屬于異速生長(zhǎng)型。其中尖嘴型可用乘冪方程刻畫，據(jù)乘冪方程的性質(zhì)推知尖嘴型種子的縱徑在種子形成初期生長(zhǎng)很快，重量增長(zhǎng)較慢，過拐點(diǎn)后，縱徑生長(zhǎng)非常緩慢，重量則快速增長(zhǎng)。典型野核桃、歪嘴型、尖果型、紡錘型、小矩圓型、小圓型和卵圓型可用對(duì)數(shù)方程定量刻畫，由對(duì)數(shù)方程的性質(zhì)可知，這幾個(gè)野核桃類型的種子縱徑在種子形成的整個(gè)過程均生長(zhǎng)較快，重量在種子形成初期增長(zhǎng)較快，隨后增長(zhǎng)逐漸變慢，終趨于穩(wěn)定。三棱型、薄殼型、長(zhǎng)薄殼型、心形型、鐵殼型和矩圓型可用指數(shù)方程刻畫，據(jù)指數(shù)方程的性質(zhì)可知，這幾個(gè)野核桃類型的種子縱徑在種子形成的整個(gè)過程均生長(zhǎng)較慢，重量在種子形成初期增長(zhǎng)較慢，隨后逐漸加快增長(zhǎng)。

Videometer種子表型成像多光譜測(cè)量系統(tǒng)，可以通過測(cè)量種子在19種不同波長(zhǎng)的LED頻閃光下的成像，來獲取有用的信息。這些圖像可以獨(dú)立分析使用，也可以疊加起來合成高分辨率的顏色圖像。基礎(chǔ)模塊包括可見光成像、UV紫外成像以及NIR成像。可固定攝像頭或移動(dòng)攝像頭，可實(shí)現(xiàn)較高通量成像。Videometer工作模塊包括：基礎(chǔ)整合模塊，含19個(gè)波段多光譜成像系統(tǒng)。內(nèi)置在軟件中，是軟件的基本組成部分?？蛇M(jìn)行顏色校準(zhǔn)，標(biāo)簽識(shí)別，灰度圖轉(zhuǎn)換等。選配模塊，功能強(qiáng)大，針對(duì)應(yīng)用的每個(gè)算法是一個(gè)模塊，客戶可以根據(jù)需求選配，參數(shù)包括生物量測(cè)量、形態(tài)大小測(cè)量，種子萌發(fā)測(cè)量等等。