砂质地小麦根系构型根拔力快速筛选方案优化与应用

《Plant Methods》：Fast and efficient root phenotyping of wheat cybrids using an optimized root-pulling force protocol under Tottori sandy field conditions

　　

摘要

背景

改进根系构型（RSA）需要快速且实用的田间表型分析方法。我们在鸟取砂质地条件下，建立了一种简单的垂直根拔力（RPF）方案，用于表征小麦细胞质雄性不育系。

结果

成熟植株的根拔力范围为1.47–20.61公斤，未成熟植株为0.58–6.79公斤。优化后的方案使每位操作人员每株测量时间约5秒，四名操作人员可在24小时内测量超过1000株，同时能够回收大部分可见根系，且根系断裂较少。细胞质雄性不育系在根系构型相关性状上表现出显著变异。根拔力在成熟期最为可靠，可重复性为0.83，并与根面积、根生物量及根际土壤质量呈显著相关。在未成熟植株中，根拔力可重复性较低（0.13），品系效应不显著（p = 0.052）。

结论

优化后的根拔力方案为在均匀砂质地条件下筛选成熟小麦提供了一种快速的初步筛选方法。根拔力并不能直接测量完整的根系构型，也无法排除根系断裂或回收不完全的情况。因此，所测得的投影二维根面积及其他提取根系的测量值应被解释为已回收根系部分特征。在需要更多构型信息时，可选择品系随后使用更详细的根系表型分析方法进行检验。