易科泰作物干旱響應方案應用于黑龍江省農(nóng)科院大豆育種研究

近日，由北京易科泰生態(tài)技術有限公司提供的田間便攜式作物干旱響應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度測量、特征光譜采集、穩(wěn)態(tài)葉綠素熒光等多種技術，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方案。

應用案例：作為三大糧食作物之一的小麥，其育種工作至關重要，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同化率與氣孔導度等）、Polypen RP400手持葉夾式植物高光譜測量儀（測量光化學反射指數(shù)PRI、類胡蘿卜素指數(shù)CAR及光譜反射曲線等）和FluorPen FP100手持式葉綠素熒光測量儀（測量作物穩(wěn)態(tài)葉綠素熒光等參數(shù)），結(jié)合高光譜-紅外熱成像無人機遙感技術，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）為葉綠素熒光leaf fluorescence（F），a（右）為光化學植被指數(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與在受控條件的響應不盡相同，因此需要進行田間試驗來闡明與耐旱育種相關的基因網(wǎng)絡和途徑，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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