J. Exp. Bot.|作物育种家的福音：高光谱反射让获得作物优良性状变得更加容易了

在不远的未来，无人驾驶飞机扫过小麦作物，通过探测树叶反射，向坐在树荫下的作物饲养员的笔记本电脑发送信号。信号显示，哪些植物含有最好的基因，以生存下一个预测漫长的夏季干旱。作物育种者一直在寻找更快、非侵入性的方法，以找到使作物更具生产力或抗干旱或害虫的特性。

约翰 · 埃文斯教授，来自 coetp。图片来源: arc 转化光合作用卓越中心在最近的一份出版物中，科学家发现，测量树叶反射的光的颜色包含一个温度信号，这一发现将显著加快寻找有用的作物特性的过程。到目前为止，我们一直在处理一个庞大的数据领域，其中包含许多有用但隐藏良好的特征，有点像试图在一本有数百万页的书中找到特定的单词。现在，我们发现了由反射光制作的书签，这些书签可以找到最有用的词，"ARC 翻译光合作用卓越中心（CoETP）教授约翰·埃文斯（John Evans）说，他最近发表在《实验植物学杂志，Journal of Experimental Botany》上。本文最令人兴奋的结果是，我们发现叶反射光谱（也称为高光谱反射）随温度而变化，换句话说，叶片反射包含一个温度信号，我们现在可以使用该信号来估计其他参数，"澳大利亚国立大学（ANU）埃文斯教授说。现在使用高光谱反射可以筛选以前用其他方法需要一定时间不可能的特征。这意味着，在未来，育种者将能够使用无人机或表型车辆扫除作物，同时检测许多有用的特征，这些特征目前要么太耗时，无法检测，要么需要破坏性采样和进一步分析来确定。这开启了一扇大门，可以捕获以前无法选择的一系列新特性。这项技术的美妙特性是，通过单一的测量，可以推断出许多不同的特征，如主要光合作用酶鲁比斯科的活性，电子传输速率和呼吸率以及叶氮含量。发现有用的基因在小麦中尤其困难，因为它的碱基比水稻多四十倍，比人类多六倍。因此，由于我们需要测量大量的植物，方法必须快。在之前的工作中，中心科学家已经表明，测量高光谱反射率是绘制植物种群的一种有效而快速的方法，以找到有用状的遗传基础，检查这些状在野外的表现，最后将它们应用到育种计划中。从我们之前的工作中还不清楚这些测量在测量时是否受到叶温度的影响。我们知道，随着温度的变化，酶反应的速度会有很大的不同。本文中报道的实验表明，随着温度的变化，以及应该独立于温度的特征，可以从与叶温变化在20至35°C之间的同一高光谱测量中有力地预测，"他说。More information: Hammad A Khan et al. Effect of leaf temperature on the estimation of photosynthetic and other traits of wheat leaves from hyperspectral reflectance, Journal of Experimental Botany (2020). DOI: 10.1093/jxb/eraa514

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