在缺水条件下多年生黑麦草叶片生长的动态表型分析

在缺水条件下多年生黑麦草叶片生长的动态表型分析

本文提出了一种基于多年生黑麦草叶片伸长与温度和土壤湿度的关系,量化水分亏缺耐受性的方法,植物表型资讯介绍如下:

水资源限制是全球作物减产的主要因素之一。为此育种专家制定了有效的育种策略以提高作物抗旱性,但尚未建立准确的方法来确定植物何时因缺水而减缓生长。多年生黑麦草(Lolium perenneL.)是一种重要的禾本科牧草,其叶伸长是决定植物生长和饲草产量的关键因素。尽管在非胁迫条件下叶片伸长与温度有关,但限制水分处理对叶片伸长的影响尚不清楚。本文提出了一种基于多年生黑麦草叶片伸长与温度和土壤湿度的关系,量化水分亏缺耐受性的方法。

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图1.用于按时间顺序分析叶片伸长率(LER),土壤水势和微气象变量的表型分析平台

随着土壤含水量的降低,生长响应分为三个阶段:第一阶段是以温度影响为主的“正常”阶段;第二阶段是叶片伸长与土壤水势成比例下降的“缓慢”阶段;第三阶段是叶片生长终止的“停滞”阶段。自定义R函数能够量化阶段分界点,并可用来描述植物对缺水的响应。将该函数用于不同的多年生黑麦草基因型,发现叶片生长对温度和土壤水分的响应上表现出显著的基因型差异。

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图2.对多年生黑麦草植株的相对含水量(RWC)进行了测定

综上所述,叶片伸长的动态表型可以作为多年生黑麦草对水分亏缺耐受性的精准量化和育种改良的工具。此外,该动态表型也可用于研究具有线形、禾本科植物叶片形态的植物对其他胁迫的响应。

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图3.三个阶段功能的参数确定

来源:

Yates S, Jaškūnė K, Liebisch F, et al.Phenotyping a Dynamic Trait: Leaf Growth of Perennial Ryegrass Under Water Limiting Conditions.Front. Plant Sci., 22 March 2019 | https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00344

 

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