Chẩn đoán ẩm độ hạt bắp bằng NIR spectrocopy và mô phỏng SVM

Chẩn đoán ẩm độ hạt bắp bằng NIR spectrocopy và mô phỏng SVM

Nguồn: Michael J. Burns, Jonathan S. Renk, David P. Eickholt, Amanda M. Gilbert, Travis J. Hattery, Mark Holmes, Nickolas Anderson, Amanda J. Waters, Sathya Kalambur, Sherry A. Flint-Garcia, Marna D. Yandeau-Nelson, George A. Annor & Candice N. Hirsch. 2021. Predicting moisture content during maize nixtamalization using machine learning with NIR spectroscopy.  

Theoretical and Applied Genetics Vovember 2021; vol. 134: 3743–3757

 

Thủy phần hạt trong giai đoạn nixtamalization có thể được người ta dự đoán chính xác nhờ  phương pháp sắc ký NIR spectroscopy kết hợp với mô phỏng của SVM (vector machine model.

 

Thiếu hệ thống đánh giá kiểu hình chất lượng cao trong xác định ẩm độ hạt bắp trong giai đoạn nixtamalization trong quá trình nấu nướng, điều này dẫn đến nội dung cải tiến giống bắp gặp nhiều khó khăn. Kết quả nghiên cứu cung cấp một phương pháp có độ chính xác cao (high-throughput), số liệu đo đếm ẩm độ hạt bắp trong giai đoạn nixtamalization dựa trên cơ sở chạy sắc ký NIR những hạt trần chưa nấu nướng. Người ta học cách sử dụng máy rồi phát triển ra thành những mô phỏng (models) do kết hợp số liệu NIR spectra và thủy phần hạt từ phương pháp nấu có thuật ngữ chung là scaled-down benchtop cook. Mô phỏng toán tuyến tính có tên SVM được viết tắt từ chữ support vector machine model với hệ số tương quan xếp theo thứ bậc Spearman là 0.852 giữa giá trị phòng thí nghiệm ướt và giá trị dự đoán của 100 mẫu giống bắp khác nhau được trồng ở ôn đới, thí nghiệm có lập lại ở 2 địa điểm khác nhau. Mô phỏng toán này được áp dụng trên hệ thống phổ NIR của 501 giống bắp ôn đới trồng lập lại tại 5 địa điểm khác nhau. Phân tích phương sai (ANOVA) cho thấy ảnh hưởng ngoại cảnh giải thích cao nhất  là 51.5%, theo sau là kiểu gen (giống) giải thích 15.6%, tương tác giữa GxE  giải thích 11.2%. Phân tích GWAS cho kết quả xác định được 26 loci có ý nghĩa thống kê đối với 5 môi trường, giải thích được 5.04% và 16.01% (trung bình = 10.41%). Tuy nhiên, những genome-wide markers chỉ giải thích được 10.54% đến 45.99% (trung bình = 31.68%) biến thiên kiểu hình, có nghĩa là kiến trúc di truyền của tính trạng này rất phức tạp, được điều khiển bởi nhiều loci có ảnh hưởng bé. Ngjiên cứu này cung cấp một phương pháp high-throughput để đánh giá ẩm độ hạt trong giai đoạn nixtamalization có tính chất khả thi trong ứng dụng ở mức độ cải tiến giống bắp, đồng thờ cung cấp nguồn thông tin quan trọng về các yếu tố tham gia vào biến thiên di truyền của tính trạng giúp nhà chọn giống bắp và doanh nghiệp công ty chế biến thức ăn từ bắp hoạch định những chiến luọc ttrong tương lai cải tiến tính trạng quan trọng này.

 

Xem: https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-021-03926-8