µCT性状分析揭示驯化谷物与其野生近缘种之间的形态差异

µCT性状分析揭示驯化谷物与其野生近缘种之间的形态差异

本文利用x射线显微计算机断层扫描(µCT)成像技术与定制的图像分析工具和数学模型相结合,研究了野生和驯化小麦、大麦的粒径及粒形的变化,植物表型资讯介绍如下:

小麦和大麦是在肥沃月弯地带驯化的两种主要作物,在温带地区具有重要的经济价值。对这类谷物形态形状的精准测量将直接影响其产量、质量和最终用途,因此是是现代育种计划的重要目标之一。为了直接、准确地评估谷物的三维(3D)特征,研究人员将x射线显微计算机断层扫描(µCT)成像技术与定制的图像分析工具和数学模型相结合,研究了野生和驯化小麦、大麦的粒径及粒形的变化。

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图1.重建的µCT图像

结果发现,在现代面包小麦品种中,籽粒深度和宽度在较小程度上是形状变化的主要驱动因素,而且这些性状仍然具有相对可塑性。此外,研究人士还观察到籽粒深度的显著变化与倍性差异有关。

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图2.与大麦驯化相关的籽粒性状变化分析

文章最后根据三个形态参数(长度、宽度和深度)之间的关系提出了一个模型:可以准确预测某一特定类群的野生或驯化状态,并表明其在考古鉴定研究和育种计划中的普遍适用性。

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图3.模拟单粒小麦籽粒的驯化状态

来源:

Hughes N, Oliveira H R., Fradgley N , et al.µCT trait analysis reveals morphometric differences between domesticated temperate small grain cereals and their wild relatives, The Plant Journal (2019). doi: 10.1111/tpj.14312

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