根据近红外光谱学结合机器学习来确定葡萄胚胎救援的最佳采样时间
Fuqiang Wang1,2,3,4, Lu Bian1,2,3, Zhanzhan Zhan1,2,3
1State Key Laboratory for Crop Stress Resistance and High-Efficiency Production, Northwest A&F University, Yangling, 712100, China.
Plant phenomics (Washington, D.C.)
|December 19, 2025
概括
确定最佳的果采样时间对于无种子葡萄胚胎救援至关重要. 这项研究引入了周骨孔硬度 (PPH) 作为一种非破坏性指标,改善了葡萄品种中的胚胎发育和幼苗率.
科学领域:
- 园艺科学 园艺科学
- 植物育种 植物育种
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 无种子葡萄品种的育种主要依赖于胚胎救援技术.
- 精确确定果采样时间对于葡萄胚胎救援的成功至关重要.
- 现有的方法缺乏效率,准确性和非破坏性.
研究的目的:
- 建立一种高效,准确和非破坏性的方法,以确定无种子葡萄胚胎救援育种的最佳采样时间.
- 为了确定果生理指标和胚胎发育率之间的相关性.
- 根据非破坏性测量,开发出基于最佳采样时间的预测模型.
主要方法:
- 收集了来自6个品种和6个采样时间的2940个葡萄果的近红外光谱和生理数据.
- 研究了心周穿孔硬度 (PPH) 和胚胎发育率之间的关系.
- 开发并验证了840个PPH识别模型,使用部分最小平方回归 (PLSR) 和多重线性回归 (MLR).
主要成果:
- 发现围心孔硬度 (PPH) 和无种葡萄胚胎发育率之间存在显著的关联.
- 确定了采样"火焰无种","红宝石无种"和"Jingzaojing"葡萄品种的最佳PPH值.
- 选择了最佳模型 (D1+PLSR,D1+MLR),具有高的确定系数 (R2高达0.94) 和低的根均平方误差 (RMSE).
结论:
- 引入了一种使用PPH模型进行精确无种子葡萄采样的新型非破坏性方法,用于胚胎救援.
- 实现了15%的胚胎发育率增加和14%的幼苗增长率.
- 拟议的战略加速了新的无种子葡萄品种的育种过程.
