Fenotipado de raquis basado en imágenes para la disección genética de la distribución de espiguillas en trigo

Área de la Ciencia:

• Ciencia vegetal; Ciencia agrícola; Genética

Sus antecedentes:

• La arquitectura de la espiga de trigo es crucial para el rendimiento.; Los métodos tradicionales para estudiar la distribución de espiguillas carecen de precisión.; Se necesita fenotipado automatizado para un análisis detallado.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un pipeline de aprendizaje profundo (RachisSeg) para el análisis preciso de la distribución de espiguillas de trigo.; Introducir nuevos rasgos de distribución de espiguillas para obtener información cuantitativa.; Correlacionar estos rasgos con el rendimiento de grano e identificar factores genéticos.

Principales métodos:

• Se desarrolló RachisSeg, un pipeline de aprendizaje profundo para analizar imágenes de raquis de trigo.; Se introdujeron nuevos rasgos como el índice de distribución de espiguillas (SDI) y la relación número de espiguillas apicales a basales (AVB_SNS).; Se analizaron las correlaciones de rasgos con el rendimiento de grano por espiga (GYPS) y se realizó mapeo de QTL.

Principales resultados:

• RachisSeg demostró alta precisión en comparación con las mediciones manuales (R2 > 0.97).; El ancho del entrenudo (IW) se correlacionó fuertemente con GYPS (r=0.75); las disposiciones más densas de la espiga superior impactaron negativamente el rendimiento.; Se identificaron 46 QTL para rasgos del raquis, con un QTL principal para SDI en el cromosoma 6B.

Conclusiones:

• RachisSeg es una herramienta eficaz para cuantificar la distribución de espiguillas de trigo.; Los rasgos de distribución de espiguillas son predictores importantes del rendimiento de grano.; El estudio identificó genes candidatos potenciales para el mejoramiento de trigo y la mejora genética.