模塊式植物表型分析技術(shù)方案——水稻抗旱新品種培育與表型鑒定

    目前的氣候變化模型預(yù)測(cè)未來氣候?qū)?huì)更加干旱和高溫。這兩者經(jīng)常會(huì)同步發(fā)生，進(jìn)而對(duì)水稻生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，對(duì)糧食安全造成巨大的挑戰(zhàn)。因此，抗旱水稻品種的培訓(xùn)及其表型鑒定成為現(xiàn)今水稻研究的重大課題。

    英國謝菲爾德大學(xué)和水稻研究所進(jìn)行了這方面的合作研究。研究者通過操作一種高產(chǎn)水稻新品種IR64的OsEPF1發(fā)育信號(hào)水平，使這種水稻品種生成較少的氣孔。

過表達(dá)OsEPF1約束了IR64水稻的氣孔發(fā)育

    他們使用植物培養(yǎng)室模擬溫室效應(yīng)造成的氣候變化：更高的溫度、更高的大氣CO₂濃度、更少的水分。通過光合儀和FluorPen FP 100葉綠素?zé)晒鈨x來評(píng)估其光合活性，通過紅外熱成像儀來檢測(cè)其表面溫度的變化，從而評(píng)估在溫室效應(yīng)下氣孔減少對(duì)水稻的光合作用和蒸騰作用究竟造成了什么影響。   

光合儀測(cè)量的光合速率A、氣孔導(dǎo)度gs；葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)量的大光化學(xué)效率Fv/Fm

重度干旱條件下水稻的存活率及通過紅外熱成像儀獲得的溫度分布圖

    終的結(jié)果表明，低氣孔密度的水稻品系有更強(qiáng)的能力保存水分。當(dāng)生長在提高的大氣CO₂濃度時(shí)，低氣孔密度水稻能夠維持其氣孔導(dǎo)度，同時(shí)在干旱和高溫下能夠存活更長的時(shí)間。盡管在某些條件下，低氣孔密度水稻的光合速率較低，但還是能獲得同等甚至更高的產(chǎn)量。

    由此，研究者提出更少的氣孔使水稻在使用水分時(shí)更加保守，從而獲得干旱抗性。他們期待在未來由于氣候變化造成的糧食安全威脅中，這個(gè)新發(fā)現(xiàn)能夠有更好的表現(xiàn)。

模塊式植物表型分析技術(shù)方案推薦：

1. FytoScope植物生長箱+GMS150高精度氣體調(diào)控系統(tǒng)
2. FP110手持式葉綠素?zé)晒鈨x或FluorCam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng)
3. LCpro T全自動(dòng)便攜式光合儀或LCi T便攜式光合儀
4.  WIC紅外熱成像儀

參考文獻(xiàn)：

• Caine RS, et al. 2018. Rice with reduced stomatal density conserves water and has improved drought tolerance under future climate conditions. New Phytologist, 221(1):371-384