電腦視覺技術(shù)也可控制植物生長基因
電腦視覺技術(shù)通常是指如何使機(jī)器“看”的科學(xué)，就是用攝像鏡頭和電腦代替人的眼睛和大腦，對特殊目標(biāo)和鏡像進(jìn)行觀察、測量和分析。如采用延時(shí)攝影技術(shù)可以獲取不同于普通攝影拍攝到的影像，這一技術(shù)經(jīng)常被用于科幻電影和觀察日出日落與花開花落等生活現(xiàn)象。而現(xiàn)在這項(xiàng)技術(shù)已被賦予更大的科研職能，在研究控制植物生長發(fā)育的基因性狀方面發(fā)揮著作用。
在美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校植物生理學(xué)家埃德加·斯波爾丁的植物實(shí)驗(yàn)室里，一些攝像頭正對著許多籠罩在紅色光線下的培養(yǎng)皿。這些器皿中種植著玉米的種子，它們在的紅色光線下生長。這些東西只是過去5年中斯波爾丁教授所拍攝的眾多鏡頭之一，這組鏡頭是為拍攝農(nóng)作物是如何在狀態(tài)下發(fā)育和茁壯成長的。
斯波爾丁利用受到特殊控制的照相機(jī)對植物根部每30秒拍攝一張圖片，此外，他還利用一個(gè)6英尺高的機(jī)器人攝像機(jī)同時(shí)對多個(gè)植物根部進(jìn)行拍攝。“如果我們對植物的特性不了解，就難以對它進(jìn)行改良。”斯波爾丁教授選擇的方法是通過觀察植物生長發(fā)育的過程，來了解構(gòu)成植物DNA的基因性狀。他解釋說：“一種有效途徑是采集按基因的某些要求進(jìn)行改變的植物圖像，并通過檢測這些植物不同的生長和發(fā)育情況，推斷出那些導(dǎo)致這些變化的基因功能。”
研究人員已經(jīng)培育出許多具有不同遺傳性狀的玉米。“我們針對不同植物研制出了許多拍攝方法。”斯波爾丁解釋說。通過延時(shí)拍攝技術(shù)得到的影像信息被輸入電腦之后，植物根部細(xì)胞生長率以及根尖部的角度和彎曲度等都可以根據(jù)一定的運(yùn)算法則得到計(jì)算和描述。
斯波爾丁認(rèn)為，通過使用這種電腦視覺和機(jī)器視覺技術(shù)來跟蹤植物生長和發(fā)育過程，可以使人們清楚地觀察到控制植物根部發(fā)育的基因。這些數(shù)據(jù)對于進(jìn)一步研究植物生長發(fā)育的規(guī)律和改良作物品種具有非常重要的意義。
電腦視覺技術(shù)也可控制植物生長基因
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