Badacz Edgar Spalding z Uniwersytetu Wisconsin-Madison próbuje dowiedzieć się, jak uprawiać rośliny optymalnie dostosowane do przetrwania i rozwoju w każdych warunkach. Korzystając z filmów poklatkowych i badając funkcję każdego z tysięcy genów tworzących DNA roślin, Spalding ma nadzieję uzyskać lepszy wgląd w wzrost korzeni i geny, które go kontrolują.
Początkowo zaplecze laboratorium fizjologa roślin Edgara Spaldinga na Uniwersytecie Wisconsin-Madison można pomylić z obcym statkiem kosmicznym, którego akcja toczy się prosto z hollywoodzkiego filmu. Jest to pokój skąpany w słabym czerwonym świetle z obiektywami kamery skierowanymi na dziwnie wyglądające istoty zamknięte w szalkach Petriego.
Bliższa inspekcja ujawnia, że szalki Petriego nie zawierają w ogóle niczego obcego, ale raczej bardzo przyziemne sadzonki kukurydzy. Są uprawiane w czerwonym świetle dla optymalnego wzrostu. To tylko jedna z roślin przedstawionych w tysiącach filmów poklatkowych, które Spalding stworzył w ciągu ostatnich pięciu lat. Cel:dowiedzieć się, jak uprawiać rośliny optymalnie dostosowane do przetrwania i rozwoju.
Botanik poszukuje genów, które mogłyby stworzyć lepsze korzenie. Źródło:Narodowa Fundacja Nauki
„Nie możemy mieć nadziei na ulepszenie rośliny, dopóki nie zrozumiemy jej dobrze”, mówi Spalding. Przy wsparciu Narodowej Fundacji Nauki (NSF) Spalding bada, co sprawia, że rośliny działają. Mówi, że kluczem jest zbadanie funkcji każdego z tysięcy genów, które składają się na DNA roślin. „Jednym ze sposobów, aby to zrobić, jest zebranie obrazów tych roślin, które mają w jakiś sposób zmienione te geny. Mierząc, jak te rośliny rosną i rozwijają się inaczej”, mówi Spalding.
„Jesteśmy w stanie wywnioskować funkcję genu, który został zmanipulowany” – kontynuuje. Naukowcy stworzyli tysiące różnych genetycznie roślin kukurydzy. Spalding używa specjalnie uzbrojonych kamer, aby co około 30 sekund robić zdjęcia korzeni roślin podczas ich wzrostu.
Używa również zautomatyzowanej kamery o wysokości sześciu stóp, która jest w stanie strzelać do dziesiątek korzeni naraz. „Wykonaliśmy setki tysięcy pomiarów z tysięcy różnych zakładów. Powiedzmy, że mieliśmy linijkę, prawdopodobnie bylibyśmy na drugim miejscu… może – mówi ze śmiechem. Filmy poklatkowe są ładowane do komputera, a algorytm mierzy tempo wzrostu komórek w korzeniu z niezwykłą dokładnością, a także kąt i krzywiznę wierzchołka korzenia.
„Korzystając z tak zwanej wizji komputerowej lub wizji maszynowej do śledzenia wzrostu i rozwoju [roślin], możemy dotrzeć do genów kontrolujących wzrost korzeni, które, miejmy nadzieję, będą miały fundamentalne znaczenie dla poprawy upraw. To kładzie podwaliny pod odkrycia, które pomogą ulepszyć rośliny do celów ludzkich”.
Spalding sieje nasiona dla lepszych plonów w przyszłości. Uważa, że warto go rozwijać.
