SeedExtractor:一个用于种子图像分析的开源图形用户界面

文章来源: | 2021-03-22

我们吃的大多数植物性食物不是种子就是种子衍生的产品。因此,作物改良计划中的大部分资源都投入到优良种子的选育上。种子大小和形状等参数的准确测量对于旨在提高产量的育种工作和侧重于发现调节种子大小的遗传组成的基础研究都是至关重要的。

 

为了满足这一需求,我们开发了一个开源的图形用户界面(GUI)软件SeedExtractor,它可以确定种子大小和形状(包括面积、周长、长度、宽度、圆度等)以及种子颜色,并能够以高效的方式处理大量图像。SeedExtractor分析图像的速度很快,每张只需要约2s。由于软件是开源的,因此用户可以对其进行修改以满足更具体的需求。

 

图1210322.jpg
图1 SeedExtractor工作流程
首先,加载种子图像,设置种子图像的参数并进行参数测试以确保最佳设置;然后,进行批处理,提取种子性状。

图2210322.jpg
图2 SeedExtractor的图形用户界面(图中数字表示使用应用程序的分步指南)

图3210322.jpg
图3 图形切割与尺寸测量

表1 SeedExtractor评估的特征
表1210322.jpg
 
通过对231份水稻成熟种子的分析,证明了SeedExtractor的适应性。我们鉴定了水稻种子长度(GS3)和宽度(qSW5/GW5)的已知基因座,证明了SeedExtractor在提取种子表型和加速性状发现方面的准确性。因为SeedExtractor能评估其他相机拍摄的图像,因此其多功能性可以扩展到平板扫描图像之外。总而言之,SeedExtractor是一个可用于确定作物产量相关关键性状的公开应用程序。
 
图4210322.jpg
图4 SeedExtractor的性能测试
SeedExtractor处理具有不同数量种子的图像(A)和具有不同分辨率水平的图像(B)的时间。

图5210322.jpg
图5 不同植物种类的种子分析

图6210322.jpg
图6 成熟籽粒长度(上图)和宽度(下图)全基因组关联分析的曼哈顿图
红色水平虚线表示显著性阈值水平的截止线。种子长度(GS3)和宽度(qSW5)的已知基因座用红色箭头突出显示。

由于相关研究内容非常专业,难免有些理解不准确或者编辑整理的疏漏,请以英文原文为准。
—— 全文阅读 ——
Zhu F, Paul P, Hussain W, et al. SeedExtractor: An Open-Source GUI for Seed Image Analysis. Front. Plant Sci., 2021, 11:581546.

   中文/En