育種，從某種意義上來說，是把來自不同種質(zhì)資源的優(yōu)良等位基因聚合起來。作物育種經(jīng)歷了漫長的改良之路。傳統(tǒng)育種是耕作者對作物表型變異的肉眼觀察，通過主觀判斷選出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗性強的育種材料。后來，職業(yè)育種家出現(xiàn)，他們根據(jù)對作物遺傳規(guī)律的認(rèn)識，通過預(yù)先設(shè)計雜交育種試驗，再從后代中篩選出優(yōu)良栽培品種。
這些方法曾為作物改良、有效解決糧食安全問題作出了巨大的貢獻(xiàn)。但在某種程度上，卻都是基于經(jīng)驗和觀察，根據(jù)表型對育種材料進(jìn)行選育的“經(jīng)驗育種”。科學(xué)家曾“無奈”而又形象地將其形容為“一把尺子一桿秤，用牙咬，用眼瞪”。
特別是最近幾年品種井噴，各家單位都不缺少品種，但是缺少真正的老百姓喜歡的品種?？挤N成為育種家很重要的工作，選育出優(yōu)良品種，幫助農(nóng)民增產(chǎn)增收的玉米品種。
傳統(tǒng)考種弊端
人員多：由于傳統(tǒng)考種工作都是人工完成的，玉米材料眾多，特別是近幾年的玉米單倍體育種技術(shù)應(yīng)用，各家都有上萬個組合需要考種，需要大量科研人員參與考種，有時需要臨時招聘些當(dāng)?shù)剞r(nóng)民工。
粗放作業(yè)：通?？挤N工作，將收獲玉米果穗晾曬好，從紗網(wǎng)袋選擇幾個好的沒有蟲害霉變的果穗，用手一掰，看玉米籽粒的整齊度，穗行數(shù)等，用眼看玉米穗軸粗細(xì)，挑選后人工脫200粒左右，裝到紙袋留作南繁用。
誤差大：通?？挤N工作，用一把尺子，一桿秤去考種，尺子量，用眼瞪，每個人看的都不一樣，加上這幾年臨時聘請的當(dāng)?shù)剞r(nóng)民工已達(dá)60歲，多數(shù)已花眼，造成誤差更大，精度更差。
考種指標(biāo)少：傳統(tǒng)考種只能測量穗軸，穗長等簡單指標(biāo)，穗投影面積、凸尖長、凸尖比例、粒寬、粒厚、粒長、籽粒面積等指標(biāo)難以測定。
效率低：8 個人，8 個環(huán)節(jié)，一坐 8 個小時，一天只能完成 300 份樣品。
當(dāng)前以先正達(dá)代表的中國種業(yè)梯隊已經(jīng)邁入智能化育種的 4.0 時代，而我們大多數(shù)民族種業(yè)公司仍然是作坊式育種，一把尺子，一桿秤進(jìn)行育種。與國外種業(yè)公司集中化度，規(guī)模大相比，我們中國種業(yè)需要走一條適合自己發(fā)展的民族種業(yè)道路。首先要實現(xiàn)高通量的育種表型數(shù)據(jù)采集與分析標(biāo)準(zhǔn)。
多功能數(shù)字化玉米考種機
多光能數(shù)字化玉米考種機iMaize®是基于機器視覺和人工智能技術(shù)對玉米整穗、截面和籽粒進(jìn)行考種的系統(tǒng)，能夠自動測量穗數(shù)、穗長、穗寬、穗周長、穗投影面積、禿尖長、禿尖比例、行數(shù)、行粒數(shù)、穗粒數(shù)、粒寬、粒厚、粒長、籽粒面積、籽粒數(shù)等指標(biāo)。iMaize可以實現(xiàn)掃碼、拍照、分析的流程化作業(yè)，并允許客戶人工輸入一些無法自動化考種的指標(biāo)，所有數(shù)據(jù)一塊并入報表，方便育種家后續(xù)分析。該系統(tǒng)功能強大、性價比高，是大規(guī)模玉米考種的。
功能特性
- 同時具備整穗、截面和籽?？挤N功能；
- 整穗考種指標(biāo)：穗數(shù)、穗長、穗寬、穗周長、穗投影面積、行數(shù)、行粒數(shù)、粒寬、粒厚、穗粒數(shù)、禿尖長、禿尖比例，允許人工輸入穗型；
- 截面考種指標(biāo)：截面數(shù)、穗粗、軸粗、粒寬、粒長，允許人工輸入軸色；
- 資料考種指標(biāo)：籽粒數(shù)、粒長、粒寬、籽粒面積，允許人工輸入籽粒類型、籽粒顏色；
- 掃碼、拍照、分析的流程化作業(yè)；
- 帶尺寸標(biāo)定功能，允許用戶定期標(biāo)定；
- 數(shù)據(jù)文件包括單張圖片的平均數(shù)據(jù)，也包括每張圖片中的單個果穗、截面和籽粒的詳細(xì)數(shù)據(jù)。
測量實例
籽粒計數(shù)準(zhǔn)確性
取1000粒籽粒，分成10包，每包100粒（人工精準(zhǔn)計數(shù)）。取包平鋪到iMaize樣品盤里，進(jìn)行籽?？挤N；然后用手隨意攪動籽粒并平鋪，考種；再次用手隨意攪動籽粒并平鋪，考種。取第2包籽粒加到樣品盤里，如上重復(fù)考種三次。隨后再添加第3-10包籽粒，并分別考種三次。如此獲得100到1000粒籽粒的三次重復(fù)考種，最后得出的考種準(zhǔn)確性為98.14%。
