欧亚国际

2022年记者采访了了IIS部门负责人斯特凡·格思博士了解计算机断层扫描系统在植物育种中的应用。

用CT扫描仪分析植物似乎是一个奇怪的想法，但弗劳恩霍夫X射线技术发展中心（EZRT）弗劳恩霍夫集成电路研究所IIS的研究部门相信系统可以工作。现在他们已经研发出一种专为植物育种而设计的强大CT扫描仪。记者与弗劳恩霍夫X射线技术发展中心（EZRT）部门负责人斯特凡·格思博士进行了交谈，来了解CT数据如何让育种家的生活更轻松以及为什么电子资源是这个难题中如此重要的一部分。

植物育种已经进行了几个世纪。通过杂交具有某些理想特性的雄性和雌性植物，植物育种家的目标是生产出产量更高的后代或风味更好的果实。那么，繁殖者可以从开发的系统中获得哪些额外的好处呢？

斯特凡·格思：重要的是要了解，需要大量的植物进行育种和研究。科学家通常在杂交试验中播种数百粒种子，希望其中一些后代具有优势性状。有经验的育种家可以通过视觉从数千株杂交植物中识别出最有希望的候选者，从而决定哪些候选者应该进入下一阶段的过程。这种对植物体特征的评估和选择就是我们所说的表型。过去的问题是，如果不把植物从地里拔出来并破坏它，你就无法检查植物的地下部分，例如土豆。但现在我们已经开发了一种计算机断层扫描方法，可以让我们对生长在地下的植物部分进行x射线扫描。由此产生的CT扫描具有极高的分辨率、大小约40GB，这与基本智能手机的存储容量相似。它显示了植物的每一个细节。 

这样详细的扫描有什么好处？

斯特凡·格思：我们可以从扫描数据中提取大量信息，例如马铃薯块茎的大小或植物根系的密度。这可以告诉我们植物是否获得了足够的营养和水分。此外，根系的深度在决定植物能否在干燥土壤中生存方面起着重要作用。我们以前从未获得过这种深入的信息，因为检查块茎的唯一方法是将植物从地面拔出，这会破坏根系。但现在我们甚至可以通过定期扫描植物来观察植物是如何随时间进化的。 

40 GB全数字扫描听起来很棒！客户如何处理所有这些数据？

斯特凡·格思：秘密在于电子资源—这正是让公司能够将这些功能强大、复杂且数据密集的CT扫描仪有效实际使用的原因。如果没有电子资源，我们的客户根本无法操作这些系统，他们也无法访问这些系统生成的有关植物的独特而全面的信息。

有了这个新系统，我们可以快速收集大量以前无法获得的数据，例如马铃薯块茎的数量和厚度或根系的密度。就豌豆或花生而言，它允许我们从外部检查豆荚中种子的质量。我们开发了一种传送带式系统，可在短时间内通过CT扫描仪运输大量植物。这需要清楚地了解育种者需要什么，从而知道可以从数据中提取多少有用的信息。我们一直在致力于研究将CT表型的概念发展成一个完整的交钥匙系统。该系统可以为育种家提供常规表型所需的参数，但它也提供了更多尚未开发的数据。

哪些人可从系统中受益？ 

系统可用于植保产品的制造商。CT扫描为他们提供了一种更客观、更准确的方法，可以确定植物对活性成分的使用有何反应。获得的植物的新见解将催生更好的农业种植方法，有助于我们更好地应对气候变化。将来可能会出现坚固的CT扫描仪，不仅可以在温室里使用，还可以在野外使用！

该系统潜在客户包括对植物表型以及植物如何与环境相互作用进行基础研究的科学实验室。气候变化使得了解植物如何应对干旱和高温胁迫变得比以往任何时候都重要，科学家还希望找到提高植物抗逆性的方法。该系统潜在客户为大型种子育种公司以及研究机构，此类公司的温室里有数万株需要评估的植物。 

该技术并不是为了取代植物育种员和评估员而设计的。我们只是提供给他们一个新的工具，他们可以使用这个工具在全数字化过程中快速、客观地评估大量植物。最终，该系统的目的是帮助育种人员确定最佳植物。