一种新的表型分析方法揭示两种谷物的三种侧根和随机分枝模式

作者:谷丰光电 来源: 时间:2018-07-19 09:01:37

本文引入了一种新的表型分析管道,用于生成高质量的时间与空间根系统开发数据并识别这些数据中的发展模式。将SmartRoot图像分析系统和时空统计模型应用于珍珠粟和玉米两种谷物。

根系表型的最新进展主要集中在增加遗传研究的吞吐量,而识别根系发育模式的研究则相对不足。本文引入了一种新的表型分析管道,用于生成高质量的时间与空间根系统开发数据并识别这些数据中的发展模式。将SmartRoot图像分析系统和时空统计模型应用于珍珠粟(Pennisetum glaucum)和玉米(Zea mays)两种谷物。

一种新的表型分析方法揭示两种谷物的三种侧根和随机分枝模式

珍珠粟和玉米侧根的日平均生长速率和根尖直径

利用半马尔可夫切换线性模型,根据其生长速率曲线对侧根进行聚类。这些模型揭示了两种植物(珍珠粟和玉米)具有相似特征的三种侧根。第一种类型对应于快速和加速的根,第二种是快速捕获的根,第三种是在几天后根停止伸长的中间型。在受生长素信号影响的玉米突变体中,这些侧根的比例不同,而在暴露于严重阴影的玉米植物中不存在第一种最活跃的类型。此外,生长速率曲线的分类通过珍珠粟的解剖学特征的排名来反映。然后利用可变阶马尔可夫链分析了沿主根的侧根类型序列的潜在相关性。侧根类型不受相邻根根类型的影响,也不受根距离的影响。尽管两个物种的根系变异性很大,但这种初生根的随机分枝模式非常保守。本文的表型分析渠道为探索侧根发育模式的遗传变异打开了大门。

一种新的表型分析方法揭示两种谷物的三种侧根和随机分枝模式

根管发育与根系测量

来源:Plant Physiol. Jul 2018.A New Phenotyping Pipeline Reveals Three Types of Lateral Roots and a Random Branching Pattern in Two Cereals.Sixtine Passot, Beatriz Moreno-Ortega, Daniel Moukouanga, Crispulo Balsera, Soazig Guyomarc’h, Mikael Lucas, Guillaume Lobet, Laurent Laplaze, Bertrand Muller, Yann Guédon.