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通过多离子吸收表型平台揭示影响根系养分吸收的共有机制

通过多离子吸收表型平台揭示影响根系养分吸收的共有机制

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
  • 来源:本站
  • 发布时间:2021-01-05 06:10
  • 访问量:

【概要描述】

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养分吸收是作物生长的关键,依赖于根系在土壤中的觅食方式。根系的生长和分布可以有效获取养分,但目前对根系表面从土壤溶液中吸收养分的了解知之甚少。通过了解根长基础上短期养分吸收的遗传变异来源,可以缓解这种知识鸿沟。本文开发了一个用于玉米多离子吸收速率的高通量表型分析的模块化平台,称为RhizoFlux。利用该系统测定了巢式关联作图(NAM)群体建立系对作物大量养分硝态氮、铵态氮、钾态氮、磷态氮和硫酸盐态氮的吸收速率。

 

RhizoFlux平台用于植物中多种离子吸收动力学的表型分析

 

从溶液浓度(A)100μM和(B)1 mM(P <0.001)来看,NAM种群创建者系之间特定硝酸盐吸收速率的遗传多样性。 (C)溶液之间的硝酸盐净比吸收率比,大于1的比值表示高浓度下的吸收率高于低浓度下的吸收率。 通过广泛的组分类,在(D)100μM和(E)1 mM的溶液浓度中特定的硝酸盐吸收率。

 

结果表明,玉米对多种离子的吸收速率存在显著的遗传变异。有趣的是,发现特定的养分吸收率(每根长度的养分吸收率)是可遗传的,但与总吸收量和植株大小不同。每种养分的吸收率与根系呼吸速率(每根长的根呼吸率)之间呈正相关,表明吸收受共同的机制控制。我们选择了具有特异性吸收率高和低的玉米品系,进行了RNA-seq分析,确定了参与养分吸收的关键调控成分。

 

在(A)低(100μM)和(B)高(1 mM)浓度溶液中,特定硝酸盐吸收速率和特定根呼吸速率之间的NAM种群建立者线性回归分析。

 

综上所述,高通量多离子吸收动力学管道将有助于我们进一步了解养分吸收,参数化整体植物模型,并确定作物更有效地获取养分的育种目标。

 

植物吸收性能与植株大小、吸收速率、不同养分的吸收和呼吸作用有关。

 

来源:

Griffiths M, Roy S, Guo H, et al. A multiple ion-uptake phenotyping platform reveals shared mechanisms that affect nutrient uptake by maize roots. Plant Physiology, kiaa080, https://doi.org/10.1093/plphys/kiaa080.

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