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高通量表型分析滞绿相关的高粱动态冠层性状

高通量表型分析滞绿相关的高粱动态冠层性状

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:植物表型组学
  • 来源:
  • 发布时间:2020-11-18 06:10
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【概要描述】

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干旱,作为一种反复出现的现象,会减少农作物产量,并威胁全球人民的生计。滞绿是在高粱和其他粮食作物中发现的一种干旱适应表型,表达滞绿的作物会表现更少的干旱诱导衰老反应,并在灌浆过程供水不足时使功能性绿叶保持更长时间,从而提高产量。滞绿现象出现的生理原因可能是作物通过减少冠层大小等机制来节水,或者通过深根等机制获取额外的水分供应。

 

高粱是广泛种植在干旱多发地区的一种作物,主要用于给人类和动物提供营养、生产纤维或乙醇等。作为世界上重要性排名第五的粮食作物,高粱为亚洲、非洲和拉丁美洲半干旱热带地区的7.5亿人提供食物。人口增长和气候变化给未来世界粮食安全带来了挑战,为了应对这样的挑战,愈发需要具有耐缺水性状的作物。

 

Fig.3 Biplot of calculated canopy traits related to stay-green and leaf senescence (LSN).

 

在高粱育种过程中,传统方法是通过目视对比叶片的衰老程度(通过找出最终衰老的叶片或估计叶片衰老的速率)来评估是否表达了滞绿。本文中,作者将两个高粱育种试验中遥感获得的冠层动态测量结果与从多环境育种试验中目视判断衰老等级所获得的滞绿值进行比较(Fig.4),从而确定冠层发育中与滞绿表型最相关的部分性状。出人意料的是,使用开花前冠层参数估计的冠层大小与叶片衰老的滞绿值弱相关,而开花后的冠层参数与叶片衰老表现出了相对很强的相关性(Fig.3)。

 

Fig.4 Example plots of sorghum hybrids in Jimbour.

 

近日,Plant Phenomics在线发表了德国IWW水中心(IWW Zentrum Wasser) Jana Donata Liedtke等人题为《High-Throughput Phenotyping of Dynamic Canopy Traits Associated with Stay-Green in Grain Sorghum》的研究论文。该研究结果表明,除冠层大小外,其他因素在高粱滞绿表型的表达中也起着重要作用。此外,将无人机和多光谱传感器结合使用也为大田试验中测量上百个小区的冠层性状提供了很好的方法,使用无人机监测开花后归一化差分植被指数(NDVI)的衰减情况将有望实现对滞绿性状的高通量表型分析。

 

来源:

J. D. Liedtke, C. H. Hunt, B. George-Jaeggli, et al. High-Throughput Phenotyping of Dynamic Canopy Traits Associated with Stay-Green in Grain Sorghum. Plant Phenomics . https://doi.org/10.34133/2020/4635153.

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