大田与温室条件下小麦光合性状的表型变异


发布时间:

2022-04-01

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

  提高光能转化效率具有显着提高作物产量的潜力,因此是研究人员的育种目标之一。为了研究这些属性是否可以通过育种得到改善,物种种质中现存的遗传变异是先决条件。本研究所采用的photosynthetic tails (PStails) panel由 80 个面包春小麦株系 (Triticum aestivum L.) 组成,这些株系是在筛选了一系列国际玉米和小麦改良中心 (CIMMYT) 春小麦种质资源后组成的,是了解决定小麦二氧化碳同化率变化的潜在过程的丰富资源。本研究的目的是 (i) 在 PStails panel中识别具有相反的光合性状但在田间条件下具有相似遗传背景的品系; (ii) 通过在温室条件下进行详细的表型分析,确定两个对比line的光合作用特性。两种基因型在田间与温室环境下表现出的大多数生理特性之间缺乏对应关系导致第三个目标:(iii)评估在温室与田间条件下确定的光合和产量相关性状的相关性。

 

  本研究从80 个春小麦株系中选择两个具有相似遗传背景但产量表现相反的面包小麦株系。该株系是利用高通量表型方法确定的每单位叶片氮含量下Rubisco 最大羧化活性(Vc,max,25/Narea)筛选获得的。使用温室种植方式对两个株系的光合性状进行详细表型分析,结果表明,通过体内和体外方法直接测定的Vc,max,25/Narea没有差异。对 80 个小麦株系的温室种植植物的详细表型分析也表明,通过大田种植植物的高通量表型分析测量的光合性状之间没有相关性。我们的研究结果表明,在针对特定环境进行育种时,在设计有效提高小麦作物产量的策略时,需要考虑决定作物生产力的性状与大田种植植物所经历的动态环境之间的复杂相互作用。

 

  图1使用photosynthetic tails (PStails) panel的 80 个小麦株系进行的田间(A-C)和温室(D-F)实验示意图(A、D)和气象因子变化图(B、C、E、F)

 

  图2 性状间显著性相关矩阵。A: 田间,B: 温室,C: 两次实验的80个株系

 

  来源:Sales, C. R., Molero, G., Evans, J. R., Taylor, S. H., Joynson, R., Furbank, R. T., ... & Carmo-Silva, E. (2022). Phenotypic variation in photosynthetic traits in wheat grown under field versus glasshouse conditions. Journal of Experimental Botany.

  

  编辑:婷婷

推荐新闻

石时之约|韩志国:透过表型数据,看见植物的喜怒哀乐!

本期石时之约,我们将对话慧诺瑞德(北京)科技有限公司总经理、国际植物表型学会(IPPN)执委会委员/工业分会副主席韩志国,一起从表型数据的科学角度,去读懂农作物的喜怒哀乐和前世今生。

慧科研、慧育种、慧种田——慧聚改变的力量

让我们“慧聚”在一起,为“慧科研、慧育种、慧种田”赋能。

高通量植物表型平台建设注意事项

育种,是在给定的环境条件下,选择各种表型指标(产量、品质、抗性)最优的基因型材料的过程(AI育种,从这里起步)。育种工作中大约70%的工作量来自表型观察测量和筛选,是最耗人力物力的过程。

作物生理表型测量基础原理

生理表型测量的核心在于“早、快”,要在肉眼可见之前就能测量并预判出变化趋势,才是这个技术的核心价值。叶绿素荧光成像,恰好满足了这个要求。