通过易于构建的根盒法对小麦根系进行研究


发布时间:

2023-02-20

来源:

植物表型资讯

作者:

PhenoTrait

根系作为植物水和养分获取的主要器官,为旨在提高小麦产量的育种者提供了一个新的研究方向。研究表明,随着高通量表型平台和分子标记的发展,根性状育种变得越来越可行。表型分析方法对于探索和发现可纳入未来品种的有益根系性状、帮助识别标记-性状关联以及对标记辅助选择有用的候选基因至关重要。

 

根盒是一种具有透明侧边的薄盒,用于可视化部分根系。通过根盒可以对根系进行非侵入性表型分析,根据所研究的植物种类和发育阶段,可以使用不同大小的根盒,其土壤量从100克到80–100千克不等。目前,根盒广泛用于根系研究,包括在高通量自动化平台中。半自动化的根盒法可用于筛选大量植物,但由于定制组件、组装和维护的成本,限制了许多根系研究的发展。为了扩大根盒法的使用范围,本研究提出了一种新的方法,利用广泛可用的材料建立一种简单、低成本的根盒法,这可以使研究人员在实验室和温室中进行根系实验和表型根系结构的研究。

 

该方法为小麦根系表型性状的分布提供了一种易于建立的筛选系统。采用这种方法可以通过使用总共80个根盒单元筛选20种小麦基因型(320株植物),每个单元花费22澳元,并使用大多数五金店都能买到的材料进行组装。该装置不需要复杂的仪器,占地面积相对较小,可以快速、无损地对根系进行二维分析,对植物生长的干扰也比较小。结果表明,该方法是表征不同基因型小麦在不同深度下根系生物量分配的一种实用方法。例如,该技术允许筛选中等数量的株系,以确定根系分布中的基因型差异。这将支持根系生长和分布的研究,以及具有理想表型的品系鉴定和选择,以整合到针对未来生产系统的新品种中。

 

图1 (a)根盒的布局和装配。(b)根盒示例。

 

图2 根盒筛选法的流程。(a)根盒设计,(b)用相机或手机拍摄根盒的图像,(c)将根盒三等分,并清洗和干燥根系,以测量根的干质量,(d)使用RhizoVision Explorer (Seethepalli和York 2020)进行图像分析,以提取额外的根形态特征。

 

图3 (a)在三个根盒深度的20个基因型(n=320)之间的根系生物量分配。(b)一些关键基因型的代表性材料与亲本 Borlaug100的根系剖面图像。

 

图4 本研究中评估的一组小麦品系的表型特性,包括(a)茎干生物量、(b)分蘖数和(c)根冠比。

 

 

来 源

Rambla, C., Kang, Y., Ober, E. S. et al. Easy-to-build rhizobox method to support wheat root research and breeding for future production systems, 2023.

 

编辑

Phenotypic researcher

 

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