小麦在土壤中的根系结构与不同的种子根伸长率有关:使用4D 核磁共振成像进行定量分析


发布时间:

2022-01-30

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

  幼苗的建立是作物生产的第一阶段,种子萌发时的根系表型对芽的初始生长以及对水和养分的吸收至关重要。在本研究中,我们利用一种新开发的核磁共振成像(MRI)技术对冬小麦幼苗的建立进行了研究。我们使用NIAB MAGIC(多亲本高级世代互交)种群的8个亲本,分析了在自然土壤中在发育3天内与植物一起生长的288株幼苗的4D根系结构。这些基因型之间的根和芽出现的时间、总长度、轴根的角度和深度有很大的不同。时间数据解析了主根和第一、第二种子根对的伸长率,具有缓慢主根的基因型,其具有快速的第一和第二种子根对,反之亦然,而导致根系结构变化与根的角度有关的同时,还由中轴根的起始和相对伸长介导。我们的研究可以表明,新颖的MRI工作流程具有独特的种植设计和自动测量功能,可以对小麦根系进行4D的中通量表型分析,并对根系的调控提供新的见解。

 

  图1 种子根可见但未伸长,移植到生长和成像容器中

 

  图2 分割过程图。C和D为测量的性状。

 

  图3 八个亲本品系的总根长度差异图

 

  图4八个亲本品系的伸长率差异图

 

  图5八个亲本品系的深度和宽度差异图

 

  图6 第一对种子根出现角度

 

  图7 (A)根的深度和宽度图;(B)主根和第一、第二种子根对的二维轨迹图。

 

  来源:Pflugfelder D, Kochs J, Koller R, et al. The root system architecture of wheat establishing in soil is associated with varying elongation rates of seminal roots: quantification using 4D MRI[J]. Journal of Experimental Botany, 2021.

  https://doi.org/10.1093/jxb/erab551

  

  编辑:小王博士在努力

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