Improving the efficiency of plant root system phenotyping through digitization and automation     

Shota Teramoto  Yusaku Uga 《Breeding Science》2022,72(1):48

Root system architecture (RSA) determines unevenly distributed water and nutrient availability in soil. Genetic improvement of RSA, therefore, is related to crop production. However, RSA phenotyping has been carried out less frequently than above-ground phenotyping because measuring roots in the soil is difficult and labor intensive. Recent advancements have led to the digitalization of plant measurements; this digital phenotyping has been widely used for measurements of both above-ground and RSA traits. Digital phenotyping for RSA is slower and more difficult than for above-ground traits because the roots are hidden underground. In this review, we summarized recent trends in digital phenotyping for RSA traits. We classified the sample types into three categories: soil block containing roots, section of soil block, and root sample. Examples of the use of digital phenotyping are presented for each category. We also discussed room for improvement in digital phenotyping in each category.  相似文献   

虾夷扇贝家系群体遗传结构及其微卫星标记与经济性状相关性的分析研究     

张曼陈蒙  姫南京 《中国农学通报》2012,28(20):125-130

为了有效利用微卫星技术分析虾夷扇贝的群体遗传结构并筛选与虾夷扇贝生长相关的标记。采用19个多态性微卫星分子标记对虾夷扇贝一个家系群体进行了遗传多样性分析。结果显示：19个微卫星位点共获得60个等位基因,每个位点的等位基因数(Na)为2~4个,等位基因片段大小为113~312 bp,平均等位基因数为3.26个,平均有效等位基因数(Ne)为3.0175个,观测杂合度(Ho)平均值为0.2952,期望杂合度(He)的平均值为0.6352,平均多态信息含量(PIC)值为0.5671。经卡方Hardy-Weinberg检验(P<0.01)显示多于半数的位点都发生了偏离。运用SPSS 16.0对微卫星标记与虾夷扇贝生长性状的相关性进行分析,结果表明：DQ679223与壳宽显著相关,EF056526与体重、壳长、壳高、壳宽显著相关,DQ221720与体重、壳高、壳宽显著相关,FJ262409与体重显著相关。研究结果表明：虾夷扇贝的群体遗传多样性水平较高,有较高的遗传改良潜力,可以利用筛选的与虾夷扇贝生长相关的标记进行辅助育种,提高育种效率。  相似文献   

利用RIL群体对水稻再生力及相关农艺性状的QTL分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨川航  王玉平  涂斌  李婷  胡亮  李仕贵 《作物学报》2012,38(7):1240-1246

以粳糯稻品种糯89-1与籼型重穗型杂交稻骨干恢复系蜀恢527杂交构建的籼粳交F₇代RIL群体的169个家系为作图群体,构建了一张含105个微卫星(SSR)标记的分子连锁图谱。定位了水稻正季7个农艺性状的QTL 15个,分布在第1、第2、第3、第5、第6、第7、第10染色体上,LOD值介于2.10~7.51,贡献率3.77%~25.37%,其中贡献率10.0%以上的QTL 7个,单个性状的QTL 1~4个;定位了水稻再生季7个农艺性状的QTL 19个,分布在第1、第2、第3、第4、第5、第6、第7、第10染色体上,LOD值介于2.17~18.34,贡献率3.23%~37.66%,其中贡献率10.0%以上的QTL 7个,单个性状的QTL1~5个;定位了影响水稻再生力(最终再生率)的QTL 2个(qRa4,qRa5),分别在第4和第5染色体上,贡献率分别为8.17%和7.09%,加性效应分别为0.32和-0.39,贡献率和加性效应均较小,属微效基因。共检测到两季农艺性状QTL 36个,同一性状被重复检测的QTL 8个。水稻再生力与正季稻有效穗呈极显著负相关;水稻再生力与再生稻有效穗呈极显著正相关,与每穗总粒数和着粒密度呈显著负相关。QTL定位结果揭示了有效穗是影响再生力的主要因素。  相似文献   

大豆种质资源叶型和荚粒性状的关系及与SSR标记的关联分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

伍宝朵  陈海峰  郭丹丹  沙爱华  单志慧  张晓娟  杨中路  邱德珍  陈水莲  朱晓玲  张婵娟  周蓉  周新安 《作物学报》2012,38(7):1196-1204

选用167份国内外大豆品种资源材料,依据叶长/宽比值将其划分为宽叶型和窄叶型, 分析叶型相关性状与荚粒性状的相关性,结果表明叶宽、叶长/宽比均与每荚粒数显著相关(r = –0.69和0.64,P<0.001)。选用均匀分布于大豆20条连锁群上的65个SSR标记分析资源材料的群体结构,并用目标区间内13个SSR标记与叶型相关性状和荚粒性状进行关联分析, 结果显示,标记20-285与每荚粒数显著关联,推测控制每荚粒数的基因可能位于标记20-285附近;标记20-26和20-45间的标记几乎都与叶长/宽比存在显著的关联性,推测控制叶型的基因位于标记20-26和20-45之间。相关分析和关联分析证实大豆叶型与荚粒性状存在密切关系,并缩小了每荚粒数和叶型候选基因的区间。  相似文献   

甘蔗细茎野生种核心种质构建   总被引：2，自引：0，他引：2  

齐永文  樊丽娜  罗青文  王勤南  陈勇生  黄忠兴  刘睿  刘少谋  邓海华 《作物学报》2013,39(4):649-656

以来自我国10个省(市)、自治区的540份甘蔗细茎野生种无性系为材料,根据采集地信息及其在20对SSR引物上的分子标记数据和15个表型性状资料,开展核心种质构建研究。不同取样量(5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%和90%)分析表明,10%的取样比例可获得70%以上的变异保留比例,是较好的核心种质取样规模;对5种采集地分组取样策略(等量法、简单比例法、平方根比例法、对数比例法和多样性比例法)和2种无分组取样策略(最大变异保留法和随机抽样法)比较表明,简单比例法获得的核心种质代表性最好,为最优取样策略。最后,在简单比例法取样筛选出的54份核心样品中,又通过定向选择补充了6份具有优异表型性状的材料,构建了含60份无性系的甘蔗细茎野生种核心种质,分子和表型检验都表明本研究所构建的核心种质具有较好的代表性和遗传多样性。  相似文献   

花期高温胁迫对水稻花药生理特性及花粉性状的影响   总被引：6，自引：0，他引：6  

张桂莲  张顺堂  肖浪涛  武小金  肖应辉  陈立云 《作物学报》2013,39(1):177-183

为探明花期高温胁迫对水稻花器官的影响机制,以耐热水稻品系996和热敏感水稻品系4628为材料,在人工气候室进行高温(8:00~17:00,37℃;17:00~次日8:00,30℃)和适温处理(8:00~17:00, 30℃;17:00~次日8:00,25℃), 研究高温胁迫对水稻花药抗氧化酶活性、膜透性、MDA含量及花粉性状等生理特性的影响。结果表明,高温胁迫下,水稻花药中SOD、POD、CAT、AsA-POD活性在高温胁迫初期均明显增加,尔后快速下降,耐热品系996这四种酶活性增幅大于热敏感品系4628;热敏感品系4628花药中MDA含量和膜透性在高温胁迫下增幅大于耐热性品系996;高温胁迫导致花药开裂、花粉萌发率和柱头上花粉粒数的显著下降,花粉粒直径增大。但耐热品系996的前3项参数显著高于热敏感品系4628。高温胁迫下水稻花药中保持较高抗氧化酶活性、较好的花粉散落特性和花粉萌发特性及较低的膜透性和MDA含量,是品种耐高温的生理基础。  相似文献   

施氮量对不同水稻品种氮肥利用率与农艺性状的影响   总被引：1，自引：1，他引：1  

章星传  黄文轩  朱宽宇  王志琴  杨建昌 《作物杂志》2018,34(4):69-2165

为探明施氮量对不同水稻品种产量、氮肥利用率和农艺性状的影响,以适合江苏省种植的12个中粳稻（含籼/粳杂交稻）品种为材料,大田种植,设置0N（全生育期不施氮）、200N（全生育期施纯氮200kg/hm ²）和360N（全生育期施纯氮360kg/hm²）3个施氮量处理,研究各品种产量、氮肥利用率和一些农艺性状的差异。结果表明：甬优2640在3个施氮水平产量均最高,库容量大是其高产的主要原因。其他品种产量对氮肥响应的表现不一。在较低氮（0N、200N）条件下,淮稻13号和武运粳30的产量较高,宁粳1号和扬粳4038的产量较低。在高氮（360N）条件下,宁粳1号和扬粳4038产量较高。在较低施氮量条件下,产量和氮肥利用率较高的品种具有较高的干物质积累量、茎蘖成穗率、叶面积指数、粒叶比及群体生长速率,这些指标可作为筛选氮高效品种的农艺性状指标。  相似文献   

高粱bmr-6和bmr-12基因对产量和品质性状的效应比较     

刘伟  张吉旺  吕鹏  杨今胜  刘鹏  董树亭  李登海  孙庆泉 《作物学报》2011,37(7):1308-1312

比较了在Atlas、Early Hegari-Sart、Kansas Collier、Rox Orange和Wheatland 5种高粱遗传背景下,bmr-6和bmr-12基因对产量性状及品质性状的影响。结果表明,bmr-6和bmr-12基因使株高显著降低,同时增加了植株的茎粗;而对分蘖数和叶片数的影响较小。bmr-6和bmr-12对产量性状是负面影响,但在不同的遗传背景下不一致。对于品质性状,bmr-6一般是使中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维降低,而bmr-12则对这两者影响不大。bmr-6和bmr-12都使酸性洗涤木质素和酸不溶灰分降低。综合考虑,bmr-12的育种利用价值比bmr-6大。  相似文献   

甜玉米不同采收期籽粒品质性状研究     

卢柏山  董会  徐丽  史亚兴  赵久然  樊艳丽  俞嫒年 《中国农学通报》2020,36(24):28-33

为研究不同采收期甜玉米品质性状的变化,以7个国内生产主推甜玉米品种为研究材料,设置授粉后15、18、21、24、27、30天共计6个采收期,动态监测甜玉米籽粒含水率、果皮厚度和糖组分等指标。结果表明：（1）参试甜玉米品种的籽粒含水率在授粉后15~30天呈下降趋势,其籽粒含水率变幅为80.09%~68.76%。不同甜玉米品种间籽粒含水率的平均下降速率各异。‘京科甜608’、‘京科甜533’和‘中农大甜413’籽粒含水率下降速率相对缓慢。（2）参试甜玉米品种果皮厚度随授粉后天数增加呈先升高后降低的单峰变化趋势,峰值出现在授粉后21天左右。不同品种间籽粒平均果皮厚度以‘京科甜608’和‘米哥’最低,为78.40 μm;‘中农大甜413’最高,为91.63 μm。（3）参试甜玉米品种籽粒中葡萄糖和果糖含量在授粉后15~30天呈降低趋势,‘京科甜533’、‘京科甜183’、‘京科甜608’葡萄糖和果糖含量在授粉后15~24天相对较高。蔗糖和山梨醇含量随授粉后天数增加呈先升高后降低趋势,在授粉后21~30天,蔗糖含量以‘京科甜158’和‘米哥’含量相对较高。籽粒发育初期（授粉后21天之前）,籽粒中以果糖和葡萄糖为主,之后蔗糖逐渐增加。不同品种间,‘京科甜533’、‘京科甜183’、‘中农大甜413’和‘京科甜608’籽粒中总糖含量均高于‘米哥’,其籽粒中糖组分主要以果糖和葡萄糖等还原性糖为主,而蔗糖含量相对较低。  相似文献   

奶牛体型评定三维图像同步采集系统   总被引：5，自引：0，他引：5  

闫震  钱东平  王东平  王文娣 《农业机械学报》2009,40(2):175-179

设计奶牛体型评定三维图像同步采集系统,采用集散控制结构协调奶牛定位设备、图像采集装置按预定时序工作,应用3个CCD彩色摄像机与具有多通道、多独立图像芯片的DHQP300型图像采集卡,实现了奶牛三维图像同步采集;采用LabVIEW软件作为采集主程序,通过调用动态链接库控制通用图像采集卡,选用场方式采集模式提高图像质量.试验证明,每头奶牛的图像采集与线性评定时间在3min左右,小于5min(标准).图像噪声较少,边缘信息清晰,完全满足后续特征提取算法对图像质量的要求.  相似文献