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葡萄根系表型分析:三种栽培方法的优点和局限性

葡萄根系表型分析:三种栽培方法的优点和局限性

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
  • 来源:本站
  • 发布时间:2021-07-01 06:10
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【概要描述】本文评估并比较了三种不同的生长方法下(水培、平面根筒和铝筒培养),葡萄插条(葡萄繁殖模式)的相关结构根系特征,并利用2D和3D成像技术对根系结构进行可视化和量化。

葡萄根系表型分析:三种栽培方法的优点和局限性

【概要描述】本文评估并比较了三种不同的生长方法下(水培、平面根筒和铝筒培养),葡萄插条(葡萄繁殖模式)的相关结构根系特征,并利用2D和3D成像技术对根系结构进行可视化和量化。

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
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根系在植物发育、生理以及对各种胁迫反应起着至关重要的作用。然而,之前对根系的研究往往不够充分,主要是因为根系很难形象化。葡萄是一种重要的经济作物,其根系研究十分重要,特别是评估对生物和非生物胁迫的抗性,了解可能影响葡萄生长的因素,最终确定新的生态友好型生产系统。在此背景下,本文评估并比较了三种不同的生长方法下(水培、平面根筒和铝筒培养),葡萄插条(葡萄繁殖模式)的相关结构根系特征,并利用2D和3D成像技术对根系结构进行可视化和量化。

 

不同设备、生长条件和图像采集/分析过程概述。(A)水培管,(B)rhiotrons,和(C)用于中子层析成像的铝筒。

 

从根管获得的图像中检测不定根的不同步骤的总结

 

结果观察到,水培管是一种简单的系统,但不能随着时间的推移直接量化根系性状,相反,基于由法国农业科学院专家创新开发的一款根筒Rhizotube®设计的根筒(但该系统不是圆柱形的)培养的根系可以直接进行2D成像,最为适合葡萄根系量化。本文证明了3D断层扫描成像技术量化根系体积最为相关,但其设备最为复杂。另外,我们还制作了一种新的数码照片自动分析方法,适用于将不定根识别为根管中根结构的一个特征。该方法集成了图像分割、骨架化、不定根骨架检测和不定根重建。虽然这项研究是针对葡萄的,但获得的大部分结果可以扩展到其他通过扦插繁殖的植物。图像分析方法也可以适用于幼苗根系的表征。

 

葡萄藤扦插在水培试管中的生长发育

 

葡萄藤根茎中预生根的随时间的发展

 

获得了葡萄根的重建体层摄影术

 

来源:

Krzyzaniak Y, Cointault F, Loupiac C, et al. In situ Phenotyping of Grapevine Root System Architecture by 2D or 3D Imaging: Advantages and Limits of Three Cultivation Methods. Front. Plant Sci., 29 June 2021 | https://doi.org/10.3389/fpls.2021.638688.

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