AgriPhenoTM在研项目之青菜表型项目展示

青菜[Brassica campestris L. ssp. chinensis Makino (var. communis Tsen et Lee)]又名不结球白菜、小白菜等,北方又称油菜,属十字花科芸苔属白菜亚种,原产于我国。青菜的栽培历史十分悠久,中国和印度是世界上栽培青菜最古老的国家,全世界栽植青菜以印度最多,中国次之,加拿大居第三。

青菜种质资源丰富,形态各异,种类繁多,在全国各地均有栽培。青菜复种指数高,供应期长,在我国蔬菜周年供应中占有重要的地位。作为青菜栽培大国,国内的种业主要还是以常规育种为主,育种水平与国外还有一定的差距。随着黄瓜、白菜、番茄、西瓜、甘蓝、辣椒的全基因组序列相继问世,基于测序信息开发了全基因组的简单序列重复标记、插入缺失标记和单核苷 酸多态性标记,获得了一批与主要蔬菜作物抗病、 品质、产量、抗逆、雄性不育等重要性状紧密连锁的分子标记,提高了分子标记辅助筛选的成功率, 利用该方法快速聚合优异基因已经能够真正地用于种质创新的实践。利用前景选择分子标记育种的同时,背景选择标记系统研发正在逐渐深入开展,蔬菜全基因组分子辅助育种成为育种发展的必然。通过系统的表型和基因型精准鉴定,挖掘优异种质同时集成传统和现代新技术,借鉴多方参与式新体系开展种质创新研究,是在该领域取得突破的关键(参考了王立浩等专家在《中国工程科学》杂志上发表的文章)。建立机械化、简约化、规模化和流程化的双单倍体 (DH) 育种技术平台和适应商业化 育种的育种信息管理与分析系统,已成为当前蔬菜育种的发展趋势。

随着高通量测序技术和植物功能基因组学的快速发展,传统的作物表型检测手段已成为作物育种的主要限制因素。高通量表型组学研究改变了传统作物表型检测方式,能够有效的阐明基因型、环境因素和表型之间的关系。基因数据的大量获得要求对每个基因型对应的表型进行量化。结合这些数据我们可以有针对性的对青菜的产量和抗性有更深入的认识,最终可预测青菜的产量、胁迫耐性以及其他有经济价值的性状。下面是AgriPhenoTM在研项目之青菜表型项目展示。
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通过Lemnatec3D表型成像系统对小青菜进行表型成像


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C

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通过Lemnatec表型成像系统和表型软件提取与分析青菜特定的部位(A-B:可见光顶部成像与分析;C-D:可见光侧面成像与分析)

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青菜营养生长不同时期俯视图

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青菜营养生长不同时期侧视图


利用高通量的表型平台,青菜的许多参数都可以得到很好的测定与分析,从青菜种子萌发开始,对整个营养生长期进行连续的包括俯视图、侧面图等全方位多角度的数据获取,然后经过系统软件对图像的分析处理而获得包括宽度、紧密度、偏心率、圆度、周长、叶长、叶宽、叶面积、叶颜色、叶片光合活性等参数的具体数值,从连续的时间考察各个青菜品种各种参数的变化,获得最能反映青菜多样性的参数指标,探寻青菜营养生长的表型变化规律。后续项目除了会利用利用可见光、近红外、荧光3D植物表型平台,高通量获取各种青菜种质在整个生活史的不同发育阶段的表型数据;还计划通过数据分析建立不同基因型青菜种质资源的高通量表型图谱,利用生物信息技术分析青菜的主要性状特征。


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