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高通量表型检测红生菜种质中的花青素、叶绿素与类胡萝卜素

高通量表型检测红生菜种质中的花青素、叶绿素与类胡萝卜素

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
  • 来源:本站
  • 发布时间:2021-10-02 06:10
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【概要描述】在本研究中,我们利用高通量表型方法预测了30个红生菜基因型的花青素、叶绿素与类胡萝卜素含量,土壤-植物分析模式值(SPAD)以及植被指数(CIG、CVI、GNDVI和NDVI)。

高通量表型检测红生菜种质中的花青素、叶绿素与类胡萝卜素

【概要描述】在本研究中,我们利用高通量表型方法预测了30个红生菜基因型的花青素、叶绿素与类胡萝卜素含量,土壤-植物分析模式值(SPAD)以及植被指数(CIG、CVI、GNDVI和NDVI)。

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  一些植物色素是强抗氧化剂,有益于人类健康。鉴于其低成本且受欢迎,生物加强的生菜品种促进了这些化合物的消费。在本研究中,我们利用高通量表型方法预测了30个红生菜基因型的花青素、叶绿素与类胡萝卜素含量,土壤-植物分析模式值(SPAD)以及植被指数(CIG、CVI、GNDVI和NDVI)。通过遥控飞机集成红、绿和近红外波段相机获取生菜叶冠层图像来计算植被指数,采用费时费力的传统实验室方法测定了生菜叶SPA值及叶子色素值,经Scott-Knott测试和UPGMA树状图证实了叶子色素基因型之间的遗传变异性,其中,花青素是对遗传多样性贡献最大的色素,与CIG、CVI和GNDVI显著相关,叶绿素和胡萝卜素与这些指数适度相关。色素含量较高的基因型,尤其是花青素,具有较高的指数。因此,基于图像的表型检测方法与传统检测方法具有较高相关性,为植物色素含量快速评估提供了一种有效检测方式。

 

  图1 研究地区与样本区域图。(A)蒙特卡梅罗市在巴西的位置;(B)蒙特卡梅罗市;(C)蔬菜作物试验区

 

  图2 数据采集和分析流程图

 

  图3 试验样本区域图。(A)试验样本区域俯视图,包含6个生菜品种,30个基因型;(B)试验区地面图

 

  图4 采集设备与校准装置。(A)大疆 Phantom 4 Advanced无人机;(B)Survey3 MAPIR相机;(C)无人机与相机的装配图;(D)相机校准装置

 

  图5 试验期间温度和湿度情况。Max和Min RH为最大和最小相对湿度,Max和Min T为最大和最小气温。

 

  图6 通过UPGMA方法获得的树状图,图中显示了29个红生菜基因型与商业栽培品种(Pira72)间的差异。

 

  图7 通过无人机相机获得的基因型UFU-117#1#3#1、UFU-189#2#3#1及UFU-206#1#3#1的光谱曲线图

 

  图8 色素、SPAD指数和植被指数的相关性矩阵。蓝色显示正相关。AT为花青素,CA为叶绿素A,CB为叶绿素B,TC为总叶绿素,CN为类胡萝卜素,SPAD为SPAD指数,CIG为绿色叶绿素指数,CVI为叶绿素植被指数,GNDVI为绿色归一化差异植被指数,NDVI为归一化差异植被指数

 

  图9低(UFU-117#1#3#1)、中(UFU-189#2#3#1)和高((UFU#206#1#3#1)叶绿素含量地块的RGB、RGN以及植被指数图像

 

  图10 29个红生菜基因型和商业栽培品种(Pira 72)的叶绿素含量和植被指数热图

 

  来源:Clemente A A, Maciel G M, Siquieroli A C S, et al. High-throughput phenotyping to detect anthocyanins, chlorophylls, and carotenoids in red lettuce germplasm[J]. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2021, 103: 102533.

  https://doi.org/10.1016/j.jag.2021.102533

 

  编辑:小王博士在努力

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