虚拟模型为草家族提供真正的知识

花卉和其他植物部分的结构代表了丰富而复杂的植物信息来源，具有回答各种分类学，进化和生态学问题的巨大潜力。随着计算方法变得越来越重要的生物学研究，迫切需要将这些信息转化为易处理的数字数据进行分析。在最近一期“植物科学应用”杂志上发表的研究中，Phillip Klahs及其同事提出了一种方法，用于创建植物结构的高质量，三维(3D)数字表示。他们通过在草科(Poaceae)中创建三种花的模型来证明这种技术的有效性。

由于它们小巧，紧凑和隐蔽的结构，众所周知的风草花草很难研究。“禾本科植物经常被低估为开花植物。分类学关键是困难的，有很多种多样性，因为它们是风传粉，所以花朵被标记为'不华丽'，”爱荷华州立大学研究生Klahs说道。该研究的作者。这些结构的3D数字表示可以帮助植物学学生学习通过花卉结构识别不同种类的草。“我个人的顶级应用程序正在给标准的植物学带来一些爱。我真的想帮助人们对抠出植物，特别是草和莎草等可怕的植物感到兴奋，”Klahs说。

在教室之外，草的神秘花朵具有巨大的经济意义，因为它们适当的授粉会导致大米，小麦和玉米等谷物的产生。“对农业可能会产生巨大的影响。了解种子组和某些谷物受精的条件在生物和经济上是有价值的，”Klahs说。他还指出了相反的应用，并指出“有很多风传播的杂草，了解它们的分散和性时间也很重要。”

Klahs及其同事开发的技术包括用光学显微镜拍摄薄片植物材料的图像，并使用计算机辅助设计(CAD)软件将这些二维图像重建为3D模型;可以在视频中查看3D建模步骤的动画。该方法与用于创建植物结构的3D模型的现有技术相比具有若干优点，例如光学摄影测量和X射线断层摄影。它比X射线断层扫描便宜，同时产生可用的显微镜​​载玻片，与光学摄影测量不同，产生花的内部结构模型。

最近几十年席卷植物学的生物信息革命随着DNA或蛋白质序列等植物信息的数字化而发生。植物解剖学和形态学以更具成本效益和准确的方式进行数字化表示更具挑战性。但是，植物解剖学的详细表示中包含的信息可以回答DNA不能解决的问题，例如，关于有效风传播的环境决定因素。

本研究中介绍的技术有助于将植物形态进一步推向数字时代。这里报道的植物结构的高质量3D数字表示，一旦创建，就可以廉价且容易地供世界各地的科学家和教育工作者随意使用。创建这些模型的科学家可能没有想到它们的所有潜在用途，就像过去几十年的DNA序列数据一样。至于Klahs，他“正在采用一种系统的方法，利用3D模型解决宏观进化问题，并展示草花如何真正美丽的副作用。”

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