ЭлБиб

Аграрная наука Евро-Северо-Востока, №6(61), 2017 г.

РАСТЕНИЕВОДСТВО

УДК 631.527:631.526.32:633.14

Опыт имидж-анализа зерна ржи

Зыкин Павел Александрович

кандидат биол. наук, доцент,

Уткина Елена Игоревна

кандидат биол. наук, зав. отделом,

Войлоков Анатолий Васильевич

доктор биол. наук, доцент, зав. лабораторией

ФГБОУ «Санкт-Петербургский государственный университет»,

г. Санкт-Петербург, Россия,

ФГБНУ «Зональный научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого», г. Киров, Россия,

Санкт-Петербургский филиал ФГБУН Институт общей генетики имени

академика Н.И. Вавилова Российской академии наук, г. Санкт-Петербург, Россия

E-mail: pavel.zykin

@gmail.com

, E-mail:

utkina.e.i@mail.ru

В статье приводятся результаты имидж-анализа размеров и цвета зерновок ржи разной окраски, контро-

лируемой известными генами. Изучено 23 образца ржи с окраской зерна, визуально описанной как желтая, зеленая,

коричневая и фиолетовая. Для компьютерного анализа цифровых изображений зерновок, полученных с помощью

сканера, адаптировали программу GrainScan, используемую для работы с пшеницей. Программа помимо размеров

позволяет установить три координаты цвета, рассчитанные в цветовом трехмерном пространстве CIEL*a*b*.

На основании значений координат a* и b* произведен расчет двух дополнительных параметров – C* и h*, харак-

теризующих насыщенность (чистоту) и тон (собственно цвет) зерновок соответственно. Показано, что индиви-

дуальный анализ размеров и цветовых характеристик зерновок дает малые значения стандартных ошибок. Это

позволяет установить пары форм, различающиеся по любому из параметров. Цвет зерна ржи нельзя описать как

насыщенный цвет одного из тонов. Значения h* позволили разбить четыре группы образцов с разной окраской зерна

на три в соответствии с отсутствием антоцианов в зерновке (безантоциановые, желтозерные и коричневозерные

образцы), наличием антоцианов в алейроновом слое (зеленозерные образцы) и наличием антоцианов в перикарпе

(фиолетовозерные образцы). Полученные данные обсуждаются в связи с литературными данными по визуальному

описанию цвета зерна ржи, типу пигментов и окраске отдельных слоев зерновки у ржи.

Ключевые слова:

озимая рожь, имидж-анализ, размер и цвет зерна

Размер зерновок является важным компо-

нентом урожайности зерновых культур, влияет

на всхожесть и энергию прорастания семян, а

также прямо или косвенно определяет техноло-

гические характеристики зерна. Для ряда видов

установлена положительная корреляция между

окраской и прорастанием семян в стрессовых

условиях. Цвет зерна злаков определяется фла-

воноидами (антоцианами) и каротиноидами,

имеющими несомненную пищевую значимость.

До недавнего времени размеры и цвет зерна

определяли только массово с помощью соответ-

ствующих устройств и приборов. Размеры зер-

на находили своё косвенное отражение в массе

1000 зерен, объемном весе (натуре) и фракцион-

ном составе, оцениваемом с помощью калибро-

вочных сит. Цвет зерна определяют с помощью

дорогостоящих колориметров. Развитие циф-

ровых технологий позволило создать технику

и компьютерные программы, ориентированные

на оценку индивидуальных характеристик био-

логических объектов, в частности зерновок,

разработать на этой основе принципы имидж-а-

нализа, понимаемого как цифровое описание

размеров, формы и цвета отдельных особей и

их органов. Имидж-анализ зерновок позволяет

изучать изменчивость по изучаемым параме-

трам в пределах сортов и гибридов, проводить

отбор на уровне отдельных зерновок, исходя из

объективной оценки их формы, размеров и цве-

та. В настоящее время ведется активная разра-

ботка оборудования и компьютерных программ

имидж-анализа, ориентированных на их исполь-

зование в селекции и семеноводстве основных

зерновых культур [1]. Доказана эффективность

использования цифрового анализа семян многих

культур для сортовой идентификации, анализа

засоренности, преждевременного прорастания,

поражения болезнями, влажности и качества се-

мян [2]. Исследования на ржи в этом отношении

отсутствуют.

Цель исследований

– изучить воз-

можность применения одного из вариантов

имидж-анализа, разработанного на зерне пше-

ницы GrainScan [1], к анализу зерновок ржи,

различающихся по окраске зерна.

Материал и методы

В работе исполь-

зовали компьютерную программу GrainScan

Электрон ая Научная СельскоХозяйствен ая Б блиотека