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年3月PlantPhenomics刊发了由来自美国明尼苏达大学M.D.Clark团队题为EvaluatingandMappingGrapeColorUsingImage-BasedPhenotyping的研究论文，介绍了一种使用基于图像的表型分析法评估和映射葡萄颜色的方法，植物表型资讯介绍如下。
葡萄浆果的颜色是一种重要的经济性状，由两个影响表皮中花青素合成的主要基因控制。颜色通常被定性地描述为六大类别；然而，这是一个主观的评价，往往不能准确描述这六个类别之间的变化。为了研究影响浆果颜色的次要基因，采用图像分析方法对不同颜色空间的浆果颜色进行量化。本研究开发了一种图像分析方法，并将其应用于经过两年杂交分离出的酿酒葡萄种群的颜色定量分析。从刚收获的葡萄簇中采集图像，按颜色进行图像分割，确定红、绿、蓝（RGB）；色相、饱和度和强度（HSI）；以及浆果的亮度、红绿和蓝黄值（L*a*b）。QTL分析确定了2号染色体上已知的主要颜色数量性状基因座，以及一些以前没有报道过的1号、5号、6号、7号、10号、15号、18号和19号染色体上的具有较小效应的数量性状基因座。本研究证明了图像分析表型系统有能力表征浆果颜色并更有效地捕获种群变异性，确定感兴趣的遗传区域。
Figure1:Adiagramofthecamera,lighting,andbackdropsetupusedforimagecapture(nottoscale).
使用表型分析葡萄浆果颜色所面临的主要挑战是如何将色泽上具有细微差异的浆果分为不同类别。每个独特的小气候都具有不同的温度和光照，再加上个体发育过程的差异，导致浆果间存在轻微的颜色差异，难以量化。本研究为了更充分地捕捉到这种变化，使用多个颜色空间分析图像数据，并使用值来映射分离出的不同F1种群中可能影响颜色的QTL。母本MN产生黑皮果实，并在两个VvMYBA位点上各向子代贡献了至少一个功能性等位基因。父本MN产生红皮果实，并且在至少一个颜色决定基因座中是杂合的。黑色和非黑色的基因型以1:1的比例分离，这支持了目前使用的颜色双基因模型。颜色值的分布也反映了这两大类颜色；双峰分布分别代表了黑皮果实和非黑皮果实。PCA证明，每个颜色空间都可以区分黑皮果实和非黑皮果实。然而，每个颜色空间在每组水果的颜色分离上表现不同。RGB和HSI颜色空间均可以将葡萄浆果的颜色聚类为黑色和非黑色，并且使用聚类出的这两种主成分在组内分离果实。当使用HSI色彩空间时，年的黑皮果实比年的表现出更多的变化，而RGB在这两年的数据中表现类似。由于果实之间a*和b*值的同质性，因此L*a*b无法将黑色果实进行分离，使其成为最不适合进行浆果颜色分类的颜色空间。
Figure2:Anexampleofasinglegenotypewithraw(a),color-corrected(b),andsegmented(c)clusterimages.
本研究采用半自动化的图像分割方式来量化不同杂交葡萄群体中浆果的颜色。利用从图像中分离出的色彩数据确认影响颜色的主效QTL，同时确定了影响颜色的新的次要QTL。使用几种不同的颜色空间以多种方式探索颜色变化，并且发现L*a*b是最不适合区分黑色和非黑色的颜色空间。本研究认为继续探索视觉颜色，包括其与花青素和其他化合物的关系，将有助于加深对颜色这一重要经济性状的环境和遗传效应的理解。
来源：A.N.Underhill,C.D.Hirsch,andM.D.Clark,“EvaluatingandMappingGrapeColorUsingImage-BasedPhenotyping,”PlantPhenomics,vol.,ArticleID,11pages,.
本文编辑：佚名
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