Fjernmålingsforskning afdækker planters genetiske mangfoldighed og evolution

Et forskerhold har for nylig udgivet en omfattende gennemgang af den innovative integration af spektrale data og fylogeografiske mønstre for at studere plantegenetisk variation. Resultaterne viser effektiviteten af ​​fjernmålingsteknologi til at identificere og analysere genetiske variationer i planter på tværs af forskellige geografiske regioner.

Denne metodologi uddyber ikke kun vores forståelse af plantediversitet og evolution, men rummer også lovende anvendelser til at forbedre landbrugspraksis og bestræbelser på at bevare naturressourcer.

Inden for plantegenetik er det en betydelig udfordring at skalere analysen af ​​genetisk diversitet til at omfatte store og geografisk forskellige områder. Traditionelle genetiske undersøgelser er ofte hæmmet af logistiske begrænsninger og manglende evne til at behandle omfattende datasæt hurtigt.

Fjernmålingsteknologi tilbyder et kraftfuldt alternativ, der muliggør observation af genetiske variationer på tværs af store landskaber. Integrationen og fortolkningen af ​​de omfangsrige indsamlede data forbliver dog kompleks.

Undersøgelsen, offentliggjort i Grass Research den 6. maj 2024, demonstrerer spektrale datas stærke evne til at afdække de genetiske strukturer, der understøtter fænotypiske egenskaber og deres miljøtilpasninger.

Forskningen bekræfter, at fjernmålingsdata spiller en central rolle i opnåelsen af ​​feltfænotyping med høj gennemstrømning. Satellitter og ubemandede luftfartøjer (UAV'er) blev brugt til at indsamle spektrale data, som derefter blev analyseret ved hjælp af avancerede beregningsmetoder. Denne tilgang giver mulighed for kortlægning af genetisk diversitet og hjælper med at identificere de genetiske baser for adaptive egenskaber.

Forskellige typer fjernmålingsdata, herunder dem, der er opnået fra nær-infrarøde (NIR) og kortbølgede infrarøde (SWIR) kameraer, hyperspektrale sensorer, lysdetektion og rækkevidde (LiDAR) og termiske sensorer har været medvirkende til at vurdere egenskaber, der indikerer genetiske variationer , såsom plantehøjde, bladvandindhold og fysiologiske reaktioner på miljøbelastninger.

Evnen til at overvåge disse variationer på globalt plan og i realtid giver kritiske data, der kan bruges til at forudsige, hvordan plantepopulationer kan reagere på klimaændringer, variation i arealanvendelsen og andre økologiske belastninger.

Ifølge denne undersøgelses ledende forsker, Xuebing Yan, "i det væsentlige tilbyder fylogeografiske undersøgelser teoretisk indsigt i forståelsen af ​​de genetiske mekanismer, der ligger til grund for funktionel variabilitet observeret i fjernregistrerede spektrale data.

"At udnytte hurtige teknologiske fremskridt inden for fjernmåling og datafusionstilgange vil føre til en ny forståelse af plantegenetisk diversitet og den funktionelle betydning af planteegenskaber."

Sammenfattende kaster denne oversigtsartikel lys over de betydelige fremskridt med hensyn til at integrere spektrale data og fylogeografiske mønstre for at vurdere plantegenetiske variationer. Fremtiden for fjernmålingsforskning rummer lovende udsigter til at omsætte denne avancerede videnskabelige indsigt til praktiske anvendelser, der forbedrer landbrugspraksis, bevarer naturressourcer og forvalter økosystemer effektivt.

Efterhånden som fjernmålingsteknologien fortsætter med at udvikle sig, vil den i stigende grad understøtte vores evne til at beskytte og bæredygtigt forvalte Jordens biologiske rigdom.

Flere oplysninger: Jingxue Zhang et al., Integration af spektrale data og fylogeografiske mønstre for at studere plantegenetisk variation:en gennemgang, Græsforskning (2024). DOI:10.48130/grares-0024-0009

Leveret af Chinese Academy of Sciences