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(lái)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(guó)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(guò)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(guò)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(guò)光合儀和FluorPen FP 100葉綠素?zé)晒鈨x來(lái)評(píng)估其光合活性，通過(guò)紅外熱成像儀來(lái)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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(lái)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(zhǎng)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