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表型生物脅迫在植物與病原體相互作用研究中經(jīng)常受到表型的阻礙，而這些表型很難通過視覺評估來區(qū)分。特別是毒力因子中的單基因突變體可能缺乏明顯的表型。葉綠素?zé)晒?CF)成像是監(jiān)測植物與病原體相互作用的重要工具。然而，盡管可以測量許多CF參數(shù)，但有關(guān)植物與病原體相互作用的研究通常集中在數(shù)量有限的參數(shù)上。它可能導(dǎo)致在視覺上辨別相似表型的能力有限。

本研究中，作者評估了多個CF參數(shù)組合改善此類表型的能力。這種方法可能有助于在事先不知情的情況下篩選和鑒別細(xì)菌毒性因子的影響。本文基于多個CF參數(shù)的組合，開發(fā)了一種無需選擇任何參數(shù)的計算方法。涉及直方圖巴氏距離計算和分層聚類，以及考慮葉間和表型內(nèi)異質(zhì)性的標(biāo)準(zhǔn)化方法。


為了評估該方法的有效性，用同樣的方法分析了兩個數(shù)據(jù)集。第一個數(shù)據(jù)集具有黃單胞菌菌株的單基因突變體，僅其分泌細(xì)菌毒力蛋白的能力不同。該數(shù)據(jù)集在接種后6天顯示了預(yù)期的表型，并用作建立方法的基本真實數(shù)據(jù)集。接種后3天表型的相關(guān)鑒別證明了該計算方法的有效性。第二個數(shù)據(jù)集是由3型效應(yīng)子的瞬時表達(dá)(agrotransformation)組成的。第二個數(shù)據(jù)集顯示的表型無法通過視覺評估加以區(qū)分，并且無法事先了解每種3型效應(yīng)器對葉片組織的影響。利用該計算方法，根據(jù)3型效應(yīng)器對葉片樣本進(jìn)行聚類，從而提高了對視覺相似表型的識別能力。僅由一種毒力因子不同的細(xì)菌菌株誘導(dǎo)的視覺相似表型的相關(guān)區(qū)分說明了使用CF參數(shù)組合來監(jiān)測植物與病原體相互作用的重要性。它為鑒定生物脅迫的特定特征開辟了前景。



來源：Front. Plant Sci.A Computation Method Based on the Combination of Chlorophyll Fluorescence Parameters to Improve the Discrimination of Visually Similar Phenotypes Induced by Bacterial Virulence Factors.Valérian Méline, Chrystelle Brin, Guillaume Lebreton, Lydie Ledroit, Daniel Sochard, Gilles Hunault, Tristan Boureau and Etienne Belin.https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00213