Un sistema basado en aprendizaje profundo (Microscan) para la identificación de las etapas de desarrollo del polen y su aplicación para la obtención de líneas haploides duplicadas en berenjena
Autores: García-Fortea, Edgar; García-Pérez, Ana; Gimeno-Páez, Esther; Sánchez-Gimeno, Alfredo; Vilanova, Santiago; Prohens, Jaime; Pastor-Calle, David
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un sistema basado en aprendizaje profundo (Microscan) para la identificación de las etapas de desarrollo del polen y su aplicación para la obtención de líneas haploides duplicadas en berenjena
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Desarrollo
Haploides dobles
Inducción de polen
Androgenesis
Sistema Microscan
Berenjena
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
El desarrollo de haploides dobles (DHs) es un camino sencillo para obtener líneas puras, pero presenta múltiples cuellos de botella. Entre ellos se encuentra la determinación de la etapa óptima de inducción de polen para la androgenesis. En este trabajo, desarrollamos Microscan, un sistema basado en aprendizaje profundo para la detección y reconocimiento de las etapas del desarrollo del polen. En un primer experimento, se desarrolló el algoritmo adaptando el modelo predictivo RetinaNet utilizando microsporas de diferentes accesiones de berenjena como muestras. Se obtuvo una precisión media promedio del 86.30%. En un segundo experimento, se determinó el rango de anteras a cultivar in vitro en tres genotipos de berenjena aplicando el sistema Microscan. Posteriormente, se cultivaron siguiendo dos protocolos de androgenesis diferentes (Cb y E6). La respuesta solo se observó en el rango de tamaño de anteras predicho por Microscan, obteniendo los mejores resultados con el protocolo E6. Las plantas obtenidas fueron caracterizadas mediante citometría de flujo y con la plataforma de genotipado de alto rendimiento de Tecnología de Enriquecimiento de un Solo Primer, obteniendo una alta tasa de plantas haploides y haploides dobles confirmadas. Microscan se ha revelado como una herramienta para el análisis eficiente de alto rendimiento de muestras de microsporas, como se ha ejemplificado en berenjena al proporcionar un aumento en el rendimiento de la producción de DHs.
Descripción
El desarrollo de haploides dobles (DHs) es un camino sencillo para obtener líneas puras, pero presenta múltiples cuellos de botella. Entre ellos se encuentra la determinación de la etapa óptima de inducción de polen para la androgenesis. En este trabajo, desarrollamos Microscan, un sistema basado en aprendizaje profundo para la detección y reconocimiento de las etapas del desarrollo del polen. En un primer experimento, se desarrolló el algoritmo adaptando el modelo predictivo RetinaNet utilizando microsporas de diferentes accesiones de berenjena como muestras. Se obtuvo una precisión media promedio del 86.30%. En un segundo experimento, se determinó el rango de anteras a cultivar in vitro en tres genotipos de berenjena aplicando el sistema Microscan. Posteriormente, se cultivaron siguiendo dos protocolos de androgenesis diferentes (Cb y E6). La respuesta solo se observó en el rango de tamaño de anteras predicho por Microscan, obteniendo los mejores resultados con el protocolo E6. Las plantas obtenidas fueron caracterizadas mediante citometría de flujo y con la plataforma de genotipado de alto rendimiento de Tecnología de Enriquecimiento de un Solo Primer, obteniendo una alta tasa de plantas haploides y haploides dobles confirmadas. Microscan se ha revelado como una herramienta para el análisis eficiente de alto rendimiento de muestras de microsporas, como se ha ejemplificado en berenjena al proporcionar un aumento en el rendimiento de la producción de DHs.