先进的表型特征采用深度学习技术用于自动分析口腔护卫细胞定向
Thanh Tuan Thai1,2,3, Sheikh Mansoor4, Hoang Thien Van5
1Department of Plant Resources and Environment, Jeju National University, Jeju, 63243, Republic of Korea.
Scientific reports
|November 4, 2025
概括
这项研究引入了一种自动化的深度学习方法,用于精确的口腔特征分析. 新系统增强了高通量植物表型,提高了生理学研究的效率.
科学领域:
- 植物生物学 植物生物学
- 计算生物学 计算生物学
- 生物信息学是一种生物信息学.
背景情况:
- 胃管调节气体交换和水蒸气释放,这对光合作用和透气至关重要.
- 准确的口腔特征 (大小,密度,分布) 的表征对于理解植物适应至关重要.
- 手动显微镜分析胃口是艰苦的,限制了大规模研究.
研究的目的:
- 开发一种自动化,高通量方法,使用深度学习来准确测量口腔特征.
- 综合分析口腔形态,包括毛孔和护卫细胞.
- 引入新的表型特征和指标,以更深入地了解口腔功能.
主要方法:
- 利用YOLOv8,一个先进的深度学习模型,用于自动化口腔分析.
- 开发了一种经过精心注释的数据集训练的模型,用于准确细分和分析口腔护卫细胞.
- 使用高分辨率图像进行全面的口腔形态检查.
主要成果:
- 通过自动化系统实现了准确和高效的口腔特征测量.
- 引入了口腔角作为一种新的表型特征,以增强功能洞察力.
- 开发了基于护卫细胞和口腔毛孔区域的新开口比度指标.
结论:
- 可扩展的深度学习系统显著提高了大规模植物表型的精度和效率.
- 这种自动化方法为推进植物生理学研究提供了一个有价值的新工具.
- 像口腔角和开口比这样的新型指标提供了更深入的形态描述.
相关概念视频
02:16Light Acquisition
9.3K
In order to produce glucose, plants need to capture sufficient light energy. Many modern plants have evolved leaves specialized for light acquisition. Leaves can be only millimeters in width or tens of meters wide, depending on the environment. Due to competition for sunlight, evolution has driven the evolution of increasingly larger leaves and taller plants, to avoid shading by their neighbors with contaminant elaboration of root architecture and mechanisms to transport water and nutrients.
9.3K
02:04Regulation of Transpiration by Stomata
30.9K
During photosynthesis, plants acquire the necessary carbon dioxide and release the produced oxygen back into the atmosphere. Openings in the epidermis of plant leaves is the site of this exchange of gasses. A single opening is called a stoma—derived from the Greek word for “mouth.” Stomata open and close in response to a variety of environmental cues.
30.9K