功能表型分析:了解植物对干旱胁迫的动态响应


发布时间:

2024-03-25

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气候变化加剧了干旱胁迫,这是一个关键的全球挑战,其特征是日益严重和持续的脱水事件。这一现象对农业生产力和生态稳定都构成了重大障碍。解决这一问题的一个有希望的策略是功能表型分析,这一方法为了解植物对缺水的复杂反应提供了宝贵的见解。对这些复杂反应的深刻理解对于促进耐旱作物品种/物种的发展、优化灌溉方法以及在农业中实施有效的水资源管理实践至关重要。这篇综述强调了开发一种理想的表型分析工具的潜力,这种工具可以连续监测植物的生理特征,以响应不断变化的环境参数。这样的方法使多方面的特征和各种功能表型和生产力水平的评估。通过功能表型分析技术的应用,将获得对植物行为的宝贵见解,从而为耐旱作物的开发和可持续农业系统的建立做出贡献。

 

图1  该图显示了在功能表型分享和干旱胁迫领域发表和引用的文章。图中每个节点的大小表示文章被引用的次数,节点颜色的深浅表示文章的发表年份。

 

图2  该图描绘了植物对干旱胁迫的适应。它包括一种在最佳条件下茁壮成长的植物,叶子茂盛,生长旺盛,开花结果丰富。此外,它说明了干旱胁迫下植物关闭气孔以减少蒸腾和水分损失。渗透调节是通过脯氨酸和可溶性糖等相容溶质的积累来维持细胞膨胀。根系形态的适应,如较深的根系,使其能够获得地下水储备。生化适应包括激活应激反应基因进行渗透保护和抗氧化防御。水分利用效率提高机制优化了干旱胁迫下的水分吸收、运输和利用。

 

图3  功能表型分析是一种评估植物对干旱胁迫反应和提高抗旱能力的综合方法。它包括测量受干旱影响的植物的各种形态、生理和生化特性。这些特性包括渗透调节和气孔关闭,有助于植物保存水分。功能表型分析能够识别与耐旱性相关的特定性状和机制,帮助育种努力开发更多的耐旱作物品种。

 

图4  该图说明了在基于成像的平台中使用先进的成像技术来捕获有关植物性状的详细信息。

 

来 源

Sheikh Mansoor, Yong Suk Chung, Functional phenotyping: Understanding the dynamic response of plants to drought stress, Current Plant Biology, 2024, 100311.

 

编辑

王春颖

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