易科泰作物干旱響應(yīng)方案應(yīng)用于大豆育種研究
瀏覽次數(shù):1198 發(fā)布日期:2021-8-4
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近日,由北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司提供的田間便攜式作物干旱響應(yīng)研究方案在黑龍江省農(nóng)科院大豆所通過驗收,即將投入使用,該方案涵蓋田間植物同化速率及氣孔導(dǎo)度測量、特征光譜采集、穩(wěn)態(tài)葉綠素?zé)晒獾榷喾N技術(shù),作為基因組工作以外的強有效補充,可對由干旱造成的植物表型變化進行快速、無損檢測分析,是育種工作中非常有力的技術(shù)方案。
應(yīng)用案例:
作為三大糧食作物之一的小麥,其育種工作至關(guān)重要,Sergio Gálvez等選擇“Chinese Spring”小麥品種,綜合運用便攜式LCpro光合儀(測量CO2同化率與氣孔導(dǎo)度等)、Polypen RP400手持葉夾式植物高光譜測量儀(測量光化學(xué)反射指數(shù)PRI、類胡蘿卜素指數(shù)CAR及光譜反射曲線等)和FluorPen FP100手持式葉綠素?zé)晒鉁y量儀(測量作物穩(wěn)態(tài)葉綠素?zé)晒獾葏?shù)),結(jié)合高光譜-紅外熱成像無人機遙感技術(shù),對該品種的耐旱性從基因轉(zhuǎn)錄表達、葉片水平和冠層水平三個尺度進行多尺度綜合研究,并發(fā)現(xiàn)明顯關(guān)聯(lián),為育種工作者提供了全新的視角和參考。文章發(fā)表于《Functional & Integrative Genomics》(2018年)(Hotspots in the genomic architecture of field drought responses in wheat as breeding targets),相關(guān)研究結(jié)果見下圖。
上圖為冠層和葉片兩個尺度對脫水蛋白dehydrin和水通道蛋白基因aquaporin家族的基因表達所做的綜合表型分析,SS為重度脅迫,MS為輕度脅迫,I為澆灌,其中a(左)為作物光譜反射曲線,a(中)為葉綠素?zé)晒鈒eaf fluorescence(F),a(右)為光化學(xué)植被指數(shù)PRI,b為冠層尺度作物水分脅迫指數(shù)Crop Water Stress Index (CWSI) 和光譜反射指數(shù)TCARI1510(Transformed Chlorophyll Absorption in Reflectance Index),C為dehydrin (DHN)和aquaporin (AQP)表達值
研究還指明,植物在田間生長條件下對干旱的響應(yīng)與在受控條件的響應(yīng)不盡相同,因此需要進行田間試驗來闡明與耐旱育種相關(guān)的基因網(wǎng)絡(luò)和途徑,另外這種綜合研究的手段也可運用于其它作物品種上。
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