Análise de imagens 3D de raízes de plantas visando associações genótipo-fenótipo

Resumo

A aparência morfológica da raiz de uma planta (fenótipo) carrega informações sobre sua capacidade de resistência a solos ácidos e absorção de nutrientes, como água e fósforo, em condições escassas, propriedades estas que estão relacionadas a certos genes (genótipo). A descoberta dos genes-candidatos pela análise do fenótipo possibilita o aperfeiçoamento genético das plantas por seleção artificial e construção de organismos transgênicos. Neste sentido, sistemas de aquisição de imagens de raízes de plantas e a análise de características de forma dessas raízes em diferentes genótipos têm sido investigados. Este projeto visa, portanto, a caracterização morfológica de raízes de plantas em imagens 3D, com ênfase em variedades de arroz, e a seleção de características de forma mais promissoras ao estudo de associações genótipo-fenótipo. O trabalho será desenvolvido em cooperação com o Prof. Leon Kochian (Center for Agriculture and Health & Department of Plant Biology, Cornell University) e seus associados (biólogos, estatísticos, cientistas da computação, geneticistas, etc.). O grupo vem trabalhando em um sistema para aquisição, reconstrução e análise de imagens 3D de raízes de plantas, com vistas ao estudo e aperfeiçoamento de culturas populares na alimentação mundial, como arroz, milho, soja, e trigo. Neste projeto serão investigadas técnicas de esqueletonização 3D em múltiplas escalas aplicadas a raízes de plantas, métodos de extração de características de forma desses esqueletos, e algoritmos de seleção de características usando técnicas de otimização e reconhecimento de padrões. O projeto prevê uma cooperação de longo prazo, que pode trazer muitos benefícios para a ciência e a sociedade, sendo esta primeira fase da pesquisa realizada no laboratório do Prof. Leon Kochian, no período de 1 de agosto de 2011 a 31 de julho de2012. (AU)