確定與籽粒產(chǎn)量相關(guān)的農(nóng)藝性狀對(duì)大豆育種非常有用，特別是如果這些性狀可以通過(guò)無(wú)人機(jī)高通量表型而不是手工測(cè)量的話。本研究的目的是通過(guò)不同的統(tǒng)計(jì)方法評(píng)估大豆籽粒產(chǎn)量與冠層蓋度的關(guān)系。在巴西進(jìn)行的田間試驗(yàn)中，對(duì)一組包含97種大豆基因型進(jìn)行了評(píng)估。冠層覆蓋是通過(guò)使用與無(wú)人機(jī)Phantom 4 Pro相連接的RGB攝像機(jī)來(lái)確定的，如圖1。根據(jù)每個(gè)實(shí)驗(yàn)單元的綠色像素比計(jì)算冠層覆蓋度，采用物候階段V3-V4、V5-V6、V7-V8和V9-R1飛行時(shí)拍攝的圖像。兩種研究環(huán)境在不同物候期的產(chǎn)量、冠層覆蓋度和小區(qū)間隔長(zhǎng)度如圖2。所有性狀均存在顯著的基因型×環(huán)境互作。選擇精度值(0.73 a 0.96)指出了基于冠層蓋度的間接產(chǎn)量選擇效率（圖3）。在某一評(píng)估環(huán)境中，開(kāi)花時(shí)籽粒產(chǎn)量與冠層蓋度的遺傳相關(guān)估計(jì)值較高(0.76，圖4，圖5)。這些結(jié)果通過(guò)直接和間接效應(yīng)的遺傳相關(guān)系數(shù)分解和間接選擇的增益估計(jì)得到了證實(shí)。因此，利用無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程收集大豆冠層覆蓋度數(shù)據(jù)進(jìn)行間接選擇，可以在大豆育種項(xiàng)目中加速遺傳收益。
圖1 基于RGB圖像的冠層覆蓋確定，包括航拍圖像、四行大豆的小區(qū)圖像和小區(qū)二值圖像
圖2 97個(gè)大豆基因型的籽粒產(chǎn)量(GY)、V3-V4(%)、V5-V6(%)、V7-V8(%)、V9-R1(%)的冠層覆蓋率和小區(qū)間隔長(zhǎng)度(LG)的數(shù)值范圍和實(shí)驗(yàn)精度。試驗(yàn)地點(diǎn)(A)Campo Mour?o 、(B) Mauá da Serra, Paraná State, Brazil,。試驗(yàn)時(shí)間：2018/2019
圖3在v4 – v4、V5-V6、V7-V8和V9-R1四個(gè)物候期，籽粒產(chǎn)量(GY,)與冠層覆蓋度變化關(guān)系。試驗(yàn)地點(diǎn)(A)Campo Mour?o 、(B) Mauá da Serra, Paraná State, Brazil,。
圖4產(chǎn)量、冠層覆蓋度和小區(qū)間隔長(zhǎng)度之間遺傳相關(guān)性的估計(jì)。試驗(yàn)地點(diǎn)(A)Campo Mour?o 、(B) Mauá da Serra, Paraná State, Brazil,。
圖5 97個(gè)大豆基因型的產(chǎn)量、冠層覆蓋度和小區(qū)間隔長(zhǎng)度之間的網(wǎng)絡(luò)相關(guān)性。試驗(yàn)地點(diǎn)(A)Campo Mour?o 、(B) Mauá da Serra, Paraná State, Brazil,。
大豆冠層蓋度的高通量表型分析可以作為篩選高產(chǎn)籽?；蛐偷挠行Чぞ?。它的重要性仍然更大的背景下，數(shù)以千計(jì)的后代評(píng)估在初始和中間階段的品種發(fā)展。在這些階段使用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)受到種群大小的限制，產(chǎn)量估計(jì)值并不準(zhǔn)確。因此，為了提高糧食產(chǎn)量，即使通過(guò)間接選擇也可以去除不那么有前途的材料，這可能是一種有趣的替代方法。需要對(duì)巴西的不同環(huán)境進(jìn)行更多的研究，以更詳細(xì)地評(píng)估冠層生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)及其與產(chǎn)量的關(guān)系，并在不同情景下對(duì)更高產(chǎn)大豆基因型的選擇提出更廣泛的建議。
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