开发大麦根系抗氧化的高通量表型方法

开发大麦根系抗氧化的高通量表型方法

本研究以大麦为对照品种,测试和评估了两种高通量表型分析方法:活力测定法和根生长测定法,用来替代技术上复杂的MIFE方法,植物表型资讯介绍如下:

目前,全球20%以上的农业用地受到盐碱化的影响,造成了数十亿美元的损失,并危及到粮食安全。尽管近年来分子技术的进步使植物耐盐胁迫育种取得了显著进展,但精准植物表型仍然是许多育种项目的瓶颈。最近,科学家发现谷物(小麦和大麦)作物中抗盐和抗氧化性之间存在强烈的因果关系,利用离子通量微电极测定(MIFE)法还发现了一个主要的QTL,它与其他主要QTL一致,能控制根中的离子通量,从而实现对总体盐胁迫耐受性的控制。通过以上发现的特性与其他传统机制相结合,为改善作物耐盐性开辟了新的前景。

本研究以大麦为对照品种,测试和评估了两种高通量表型分析方法——活力测定法和根生长测定法,作为(技术上复杂的)MIFE方法的可行替代方法。在活性染色实验中,观察到剂量依赖性H2O2诱导的根细胞活性丧失,盐敏感品种对根细胞的损伤明显更大。在根系生长试验中,测定了不同H2O2浓度下目标植株的相对根长(RRL)。对比品种间RRL差异最大的处理为1mM H2O2。在这些条件下,RRL的降低与总体盐度耐受性呈显著负相关。

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图1.不同H2O2浓度下大麦根系活性染色实验示意图

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图2.不同H2O2浓度下,大麦根系红色荧光强度示意图

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图3.五个大麦品种暴露同一H2O2浓度,大麦根系活性染色实验示意图

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图4.同一H2O2浓度下,五种大麦根系红色荧光强度示意图

这些研究结果为植物育种者提供了一种方便、高通量的方法,用于筛选种质的抗氧化性,靶向调节离子稳态的根基基因,从而使大麦(以及可能的其他作物)具有耐盐胁迫能力。

来源:

Wang Hy, Shabala L, Zhou Mx, et al,.Developing a high-throughput phenotyping method for oxidative stress tolerance in barley roots. Plant Methods, 2019,  https://doi.org/10.1186/s13007-019-0397-9.

 

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