比较性根表型分析揭示了荞麦物种的根系结构的关键见解


发布时间:

2025-01-11

来源:

作者:

荞麦是一种重要的营养和营养保健作物;然而,由于其产量和生产力较低,其潜力尚未得到利用,因为其种植在低投入的边际农业系统中,其生产力受到各种非生物胁迫,包括水胁迫的限制。根系在植物的生长、发育和对干旱胁迫的耐受中起着至关重要的作用。本研究首次利用根系形态和根系扫描的根系结构特征,全面了解荞麦的根系结构(root system architecture,RSA)。在温室聚氯乙烯柱上栽培了包括普通荞麦和苦荞在内的117个不同基因型的荞麦。研究表明,荞麦的根和茎的所有性状都有很大的变异性。对比分析表明,苦荞比普通荞麦具有更好的根系特征。相关分析表明,表面积、中根长、中根体积呈显著正相关,分枝频率和根冠比呈显著负相关。该研究确定了具有强大RSA的潜在基因型,可用于开发适应气候的荞麦品种。

 

图1  荞麦中RSA分析的步骤。

 

图2  两种荞麦的不同根系。

 

图3  不同性状(根尖、根长、周长、分枝点、分枝频率、根体积、根表面积、根生物量、茎长和茎生物量)的平均值。

 

图4  荞麦不同根系性状相关矩阵热图。

 

图5  不同根系性状的双图分析。偏差分别为RD-根深,BF-分枝频率,RB-根生物量,PE-周长,RL-根长,RT-根尖,BP-分枝点,SA-表面积,FRL-细根长,FRSA-细根表面积,FRV-细根体积,VOL-体积,MRL-中根长,MRSA-中根表面积,mrv -中根体积,LRL-大根长,LRSA-大根表面积,LRV-大根体积,AD-平均直径,PH-株高。

 

图6  在聚类图中,发现了4个聚类,代表了荞麦的117个基因型。

 

来 源

Singh, D., Sudan, J., Zaffar, A. et al. Comparative root phenotyping unveils key insights into the root system architecture of buckwheat (Fagopyrum sp.) species, a valuable crop of western Himalayan Kashmir. Discov Agric 2, 88 (2024).

 

编辑

王春颖

推荐新闻

石时之约|韩志国:透过表型数据,看见植物的喜怒哀乐!

本期石时之约,我们将对话慧诺瑞德(北京)科技有限公司总经理、国际植物表型学会(IPPN)执委会委员/工业分会副主席韩志国,一起从表型数据的科学角度,去读懂农作物的喜怒哀乐和前世今生。

慧科研、慧育种、慧种田——慧聚改变的力量

让我们“慧聚”在一起,为“慧科研、慧育种、慧种田”赋能。

高通量植物表型平台建设注意事项

育种,是在给定的环境条件下,选择各种表型指标(产量、品质、抗性)最优的基因型材料的过程(AI育种,从这里起步)。育种工作中大约70%的工作量来自表型观察测量和筛选,是最耗人力物力的过程。

作物生理表型测量基础原理

生理表型测量的核心在于“早、快”,要在肉眼可见之前就能测量并预判出变化趋势,才是这个技术的核心价值。叶绿素荧光成像,恰好满足了这个要求。