基于时间-累积分析的低成本种子胚根发生动力学开发与验证

本研究利用低成本基于图像的监测系统，探讨了 R. solani 接种对 Lactuca sativa L. 种子种子胚根发生及其早期发育的影响。部署了多个摄像头持续捕捉感染组和对照组中种子胚根发生过程的图像。其目标是评估病原体通过分析种子胚根发生动力学和生长随时间的变化来影响其影响。为实现这一目标，开发了一种新颖的图像分析管道。该算法将形态特征和空间特征相结合，用于识别和量化即使在传统图像分析失败的复杂条件下的单个种子。该方法的关键创新之处在于其时间积分：每个分析步骤不仅考虑当前状态，还考虑其在先前时间点上的发展。这一方法使我们能够对单个种子进行稳健的鉴别，尤其是在重叠叶片显著阻碍对象分离时。该方法在密集和交织的生长情景下， demonstrated出在种子计数和活力评估方面的高准确性。结果确认，R. solani 病毒感染显著降低了种子胚根发生率和早期种子活力。该研究还验证了将低成本影像硬件与先进计算工具相结合，以非破坏性和可扩展的方式获取表型数据的可行性。时间积分使得对种子胚根发生种子数的准确量化以及精确确定种子露出时机成为可能。这一方法在实验后期尤其有效，在那里传统的分割技术因重叠或交织的种子而失败，导致准确计数困难。该方法实现了决定系数为 0.98，均方根误差（RMSE）为 1.12，证明其稳健性和可靠性。