Name: גישות פנוטיפ רב-כיווניות לאפיון מערכות שורשי קנה סוכר (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-08-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 21 s
Description: חקור גישות פנוטיפ רב-כיווניות לאפיון מערכות שורשי קנה סוכר באמצעות חפירה, דימוי דיגיטלי וניתוח תוכנה. המחקר מספק תובנות לשיפור גידול וטיפוח זנים עמידים בתנאי סטרס.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

1. חפירת שדה באמצעות דיגום תעלות
<ol>
	<li>גידול כלאיים מסחריים של קני סוכר (להלן "זנים") בשדה מסטים דו-ניצניים הנטועים במרווח שורות של 120 ס"מ, עם 90 ס"מ בתוך שורות, בהתאם לחבילת השיטות המומלצת (POP) כדי להבטיח הקמה וצמיחה טובה של יבול.</li>
	<li>בתום שלב ההבשלה של הגידול יש להעסיק חופר לחפירת תעלה (1.5 מ' עומק ו-1.0 מ' רוחב) בשטח. באמצעות הזרקת מים רציפה, ודאו שהקרקעות מאזורי השורשים מנוקות מבלי לפגוע בשורשים (איור 1).</li>
	<li>כאשר האדמה הדביקה מתרופפת, עקרו את המקל יחד עם מערכת השורשים וקחו אותו למעבדה למדידה ידנית של מספר השורשים, אורך השורש, נפח ומשקל.</li>
</ol>
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63596/63596fig01.jpg"> 
איור 1: שיטת דיגום תעלות לחפירת שורשים בשטח. (A) תעלה צדדית שנחפרה לאורך השדה, (B) סילון מים, ו-(C) מבט פנימי המראה את עומק התעלה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63596/63596fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
2. דוגם ליבת שורש להפחתת שגיאות דגימה
<ol>
	<li>השתמש בדוגם ליבת שורש גלילי בגובה 61 ס"מ ובקוטר 16 ס"מ במשקל 8 ק"ג, המיוצר מחומר פלדה עדינה (MS) לדגימת שורשי קנה סוכר בשטח. ספק קצה חד בקצה התחתון של הדגימה כדי להקל על חדירה קלה תוך הכנסתו לאדמה. ספק לחלק העליון צווארונים בקוטר 3 ס"מ כדי להרים את הדגימה (איור 2).</li>
	<li>גידול זני קנה סוכר בשדה מסטים דו-ניצניים הנטועים במרווח שורות של 120 ס"מ, עם 90 ס"מ בתוך שורות, בהתאם ל-POP המומלץ כדי להבטיח התבססות וצמיחה טובים של היבול.</li>
	<li>בשלב הבשלות של היבול, מהדקים את הקצה העליון של הדגימה לנבט/קנה הראשוני ופטיש ברציפות כדי להגיע לעומק הקרקע הרצוי (45 ס"מ). הרם את כל מסת האדמה לתוך הדגימה ושטוף בזהירות תחת מים זורמים כדי להפריד את השורשים הדבקים.</li>
	<li>לאחר שטיפה יסודית של השורשים, רשום את הנפח, שטח הפנים, האורך והמשקל על ידי מדידה ידנית, כמו גם על ידי פיזור השורשים על מגשים שקופים כדי לסרוק ולנתח את התמונות הדיגיטליות המתאימות באמצעות התוכנה המוזכרת (ראה טבלת החומרים).</li>
</ol>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63596/63596fig02.jpg"> 
איור 2: דוגם ליבת שורש. (A) מידות, (B) מבט עליון, ו-(C) אתר הדגימה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63596/63596fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
3. מבנה פנוטיפ שורש כדי להקל על דגימה בפנופאזה שונה
<ol>
	<li>בנה מבנה פנוטיפ שורשים המורכב משלושה תאים סמוכים במידות 4.5 מ' על 10.1 מ' לדגימת שורשי קנה הסוכר, עם הוראות לפירוק ידני של הדפנות הצדדיות כדי לחשוף את מערכת השורשים התת-קרקעית (עד לעומק של 80-100 ס"מ) (איור 3). בנה את קירות הצד עם לוחות טרומיים במידות 1.8 מ 'אורך, 30 ס"מ רוחב ועובי 4 ס"מ.</li>
	<li>מלאו ודחסו את המבנה באדמת שדה, והשאירו מרווח ראש של ~20 ס"מ, עם חורי ניקוז נאותים כדי להקל על אוורור האדמה.</li>
	<li>זרעו את שבבי הניצנים של שיבוטי ג'רמפלזמה הכוללים את Saccharum officinarum L., Saccharum spontaneum L., Saccharum barberi Jesw., Saccharum sinense Roxb., ו-Saccharum robustum Brandes ו-Jeswiet ex Grassl. (להלן "Saccharum spp. clones") ולאפשר להם לנבוט במשך 30 יום בפרוטריות הכוללות מצעי שורש (אדמה אדומה: זבל חצר חווה: חול = 2:2:1). השתלת שיבוצים אחידים ובריאים למבנה במרווח שורות של 90 ס"מ, עם 60 ס"מ בתוך שורות, בהתאם ל-POP המומלץ כדי להבטיח התבססות וצמיחה טובה של היבול.</li>
	<li>במהלך שלבי העיצוב (60-120 יום לאחר השתילה [DAP]) והצמיחה הגדולה (120-150 DAP), הסר ידנית את דפנות הצד העשויות מהלוחות הטרומיים, ולאחר מכן ריסוס רציף של סילון המים כדי לחשוף את השורשים.</li>
	<li>עקרו את כל מערכת השורשים וקחו אותה למעבדה למדידה ידנית של האורך, הנפח והמשקל, ופזרו את השורשים על מגשים שקופים כדי לסרוק ולנתח את התמונות הדיגיטליות המתאימות בתוכנה המוזכרת (ראה טבלת החומרים).</li>
	<li>הטיל לחץ בצורת על ידי מניעת השקיה באחד התאים, וחבר את חורי הניקוז בתא השני כדי לשמור על רוויית הקרקע כדי לדמות לחץ ספיגת מים. השקיה של התא השלישי על פי ה-POP המומלץ כדי לשמור על קיבולת השטח ולשמש כבקרה.</li>
</ol>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63596/63596fig03.jpg"> 
איור 3: מבנה פנוטיפ שורש. (A) ממדים, (B) סקירה כללית של שלושת התאים, ו-(C) מבט על תא אחד. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63596/63596fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
4. תרבית הידרופונית של צמחים לחקר הביולוגיה של הריזוספרה
<ol>
	<li>לייצר מערכת הידרופונית פנימית בחממה מבוקרת סביבה התורמת לגידול קנה סוכר כדי לחקור את הפרטים העדינים יותר של ביולוגיה של שורשים. הוסף ~15 ליטר של תמיסת התזונה של Hoagland (טבלה 1) למיכלי זכוכית במידות 20 ס"מ x 20 ס"מ x 50 ס"מ, עם אוורור המסופק על ידי משאבות אקווריום (איור 4).</li>
	<li>זרעו את שבבי הניצנים של זני קנה סוכר ושיבוטי Saccharum spp. והניחו להם לנבוט במשך 30 יום בפרוטריות הכוללות גרעין קוקוס קומפוסט. השתלת שיבוצים אחידים ובריאים למיכלים הידרופוניים בתדירות של שלוש התייצבות למיכל, תוך הקפדה על הנחת השורש כולו בתמיסת התזונה. מכסים את המיכלים בבד שחור כדי להבטיח שהשורשים לא ייחשפו לאור. השתמש ברשת פלסטיק (20 ס"מ על 20 ס"מ) בשולי מיכלי הזכוכית כדי לתמוך בצמחים זקופים.</li>
	<li>בתום שלב הנביטה (60 יום), יש לאסוף את הפרשות השורשים על ידי טבילת שורשי צמחים שלמים ב-50 מ"ל של תמיסת מלכודת (מים סטריליים מזוקקים כפולים) למשך 4 שעות (0800 שעות עד 1200 שעות) בזמן שיא הפעילות הפוטוסינתטית. סנן את התמיסה שנאספה דרך נייר סינון Whatman, ולאחר מכן העביר אותה דרך עמודי זכוכית מלאים בחילופי אניונים ואחריהם שרפים להחלפת קטיון12. מאדים את השברים המנופחים לייבוש ומאחסנים בטמפרטורה של -20 מעלות צלזיוס עד לעיבוד נוסף.</li>
	<li>לנתח את דגימות הפרשות השורש המעובדות על ידי HPLC לקביעת חומצות אורגניות12 ועל ידי ספקטרופוטומטריה להערכת סך הפנולים13, חלבונים14, סוכרים15 וחומצות אמינו16 על פי פרוטוקול סטנדרטי.</li>
	<li>יש לעקוב אחר צמיחת השורשים במרווחי זמן שבועיים כדי לתעד את הפיגמנטציה של קצה השורש ואת צפיפות שיער השורש. להעריך את פעילות האנזימים, פרוקסידאז17 וסופראוקסיד דיסמוטאז18, ואת התוכן הפנולי הכולל19 בחודש השלישי על פי הפרוטוקול הסטנדרטי.</li>
	<li>העריכו את התגובה לפגיעה בשורש על ידי גרימת פרוסה אורכית בשורש הראשוני עד קצה השורש באמצעות להב כירורגי סטרילי, ועקבו אחר השינויים מעת לעת.</li>
</ol>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>כימי</td>
			<td>ריכוז סופי</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>אשלגן חנקתי</td>
			<td>0.608 גרם· ל-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>סידן חנקתי</td>
			<td>1.415 גרם· ל-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>אשלגן דימימן פוספט</td>
			<td>0.164 גרם· ל-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>מגנזיום סולפט</td>
			<td>0.560 גרם· ל-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>מלח מונוסודיום ברזל EDTA</td>
			<td>6.00 גרם·250 ליטר-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>חומצה בורית</td>
			<td>1.43 גרם·250 ליטר-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>מנגן כלוריד טטרהידרט</td>
			<td>0.91 גרם·250 ליטר-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>אבץ גופרתי</td>
			<td>0.11 גרם·250 ליטר-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>סופאט קופריקי</td>
			<td>0.04 גרם·250 ליטר-1</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>חומצה מוליבדית</td>
			<td>0.01 גרם250 ליטר-1</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
טבלה 1: הרכב תמיסת התזונה המותאמת לתרבית הידרופונית של קנה סוכר.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63596/63596fig04.jpg"> 
איור 4: מערך הידרופוניקה. ההתקנה (A) מותאמת לגידול קנה סוכר ו-(B) יבול בן 5 חודשים (בד שחור הוסר למטרת צילום בלבד). נתון זה שונה מ-Hari et al.9. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63596/63596fig04large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

<ol><li>Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). Crops and livestock products. FAOSTAT. , Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC">http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC</a> (2019).</li>
<li>Venkatraman, T. S., Thomas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+sugarcane+roots+at+different+stages+of+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Agricultural+Journal+of+India%22%5BJournal%5D)">Studies of sugarcane roots at different stages of growth.</a> Agricultural Journal of India. 23, 166-176 (1928).</li>
<li>Smith, D. M., Inman-Bamber, N. G., Thorburn, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+and+function+of+the+sugarcane+root+system%5BTitle%5D)+AND+%22Field+Crops+Research%22%5BJournal%5D)">Growth and function of the sugarcane root system.</a> Field Crops Research. 92 (2-3), 169-183 (2005).</li>
<li>Glover, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+behaviour+of+the+root-system+of+sugarcane+at+and+after+harvest%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+South+African+Sugar+Technologists+Association%22%5BJournal%5D)">The behaviour of the root-system of sugarcane at and after harvest.</a> Proceedings of the South African Sugar Technologists Association. 42, 133-135 (1968).</li>
<li>Venkatraman, T. S., Thomas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sugarcane+root+systems%3A+Studies+in+development+and+anatomy%5BTitle%5D)+AND+%22Agricultural+Journal+of+India%22%5BJournal%5D)">Sugarcane root systems: Studies in development and anatomy.</a> Agricultural Journal of India. 17 (4), 416-418 (1922).</li>
<li>Saliendra, N. Z., Meinzer, F. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genotypic%2C+developmental+and+drought-induced+differences+in+root+hydraulic+conductance+of+contrasting+sugarcane+cultivars%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Botany%22%5BJournal%5D)">Genotypic, developmental and drought-induced differences in root hydraulic conductance of contrasting sugarcane cultivars.</a> Journal of Experimental Botany. 43 (9), 1209-1217 (1992).</li>
<li>Gilbert, R. A., Rainbolt, C. R., Morris, D. R., Bennet, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphological+responses+of+sugarcane+to+long-term+flooding%5BTitle%5D)+AND+%22Agronomy+Journal%22%5BJournal%5D)">Morphological responses of sugarcane to long-term flooding.</a> Agronomy Journal. 99 (6), 1622-1628 (2007).</li>
<li>Shiotsu, F., Abe, J., Doi, T., Gau, M., Morita, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Root+morphology+and+anatomy+of+field-grown+Erianthus+arundinaceus%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Plant+Sciences%22%5BJournal%5D)">Root morphology and anatomy of field-grown Erianthus arundinaceus.</a> American Journal of Plant Sciences. 6 (1), 103-112 (2015).</li>
<li>Hari, K., Vasantha, S., Anna Durai, A., Brindha, C., Shruthi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sugarcane+root+growth+and+development+in+hydroponics+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Sugarcane+Research%22%5BJournal%5D)">Sugarcane root growth and development in hydroponics system.</a> Journal of Sugarcane Research. 7 (2), 71-82 (2017).</li>
<li>Matsuoka, S., Garcia, A. A. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sugarcane+underground+organs%3A+Going+deep+for+sustainable+production%5BTitle%5D)+AND+%22Tropical+Plant+Biology%22%5BJournal%5D)">Sugarcane underground organs: Going deep for sustainable production.</a> Tropical Plant Biology. 4, 22-30 (2011).</li>
<li>Koevoets, I. T., Venema, J. H., Elzenga, J. T. M., Testerink, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Roots+withstanding+their+environment%3A+Exploiting+root+system+architecture+responses+to+abiotic+stress+to+improve+crop+tolerance%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Plant+Science%22%5BJournal%5D)">Roots withstanding their environment: Exploiting root system architecture responses to abiotic stress to improve crop tolerance.</a> Frontiers in Plant Science. 7, 1335(2016).</li>
<li>Vengavasi, K., Pandey, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Root+exudation+index%3A+Screening+organic+acid+exudation+and+phosphorus+acquisition+efficiency+in+soybean+genotypes%5BTitle%5D)+AND+%22Crop+and+Pasture+Science%22%5BJournal%5D)">Root exudation index: Screening organic acid exudation and phosphorus acquisition efficiency in soybean genotypes.</a> Crop and Pasture Science. 67 (10), 1096-1109 (2017).</li>
<li>Bray, H. G., Thorpe, W. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+phenolic+compounds+of+interest+in+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+of+Biochemical+Analysis%22%5BJournal%5D)">Analysis of phenolic compounds of interest in metabolism.</a> Methods of Biochemical Analysis. 1, 27-52 (1954).</li>
<li>Lowry, O. H., Rosebrough, N. J., Farr, A. L., Randall, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+measurement+with+the+folin+phenol+reagent%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Biological+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Protein measurement with the folin phenol reagent.</a> The Journal of Biological Chemistry. 193 (1), 265-275 (1951).</li>
<li>Hedge, J. E., Hofreiter, B. T. Determination of total carbohydrate by anthrone method. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHedge%2C+JE+%22Carbohydrate+Chemistry%3A+Volume+17%22">Carbohydrate Chemistry: Volume 17</a>. , Academic Press. New York. (1962).</li>
<li>Moore, S., Stein, W. H. Polyphenol oxidase. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMoore%2C+S+%22Methods+in+Enzymology.+Vol+468%22">Methods in Enzymology. Vol 468</a>. , Academic Press. New York. (1948).</li>
<li>Malik, C. P., Singh, M. B. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMalik%2C+CP+%22Plant+Enzymology+and+Histo-enzymology%3A+A+text+manual%22">Plant Enzymology and Histo-enzymology: A text manual</a>. , Kalyani Publications. New Delhi. (1980).</li>
<li>Beauchamp, C., Fridovich, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superoxide+dismutase%3A+Improved+assays+and+an+assay+applicable+to+acrylamide+gels%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Superoxide dismutase: Improved assays and an assay applicable to acrylamide gels.</a> Analytical Biochemistry. 44, 276-287 (1971).</li>
<li>Singleton, V. L., Rossi, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colorimetry+of+total+phenolics+with+phosphomolybdic-+phosphotungstic+acid+reagents%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Enology+and+Viticulture%22%5BJournal%5D)">Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic- phosphotungstic acid reagents.</a> American Journal of Enology and Viticulture. 16, 144-158 (1965).</li>
<li>Rege, R. D., Wagle, P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Problems+of+sugarcane+physiology+in+the+Deccan+canal+tract.+III.+The+root-system%5BTitle%5D)+AND+%22The+Indian+Journal+of+Agricultural+Science%22%5BJournal%5D)">Problems of sugarcane physiology in the Deccan canal tract. III. The root-system.</a> The Indian Journal of Agricultural Science. 2 (3), 356-373 (1940).</li>
<li>Ryker, T. C., Edgerton, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+on+sugar+cane+roots%5BTitle%5D)+AND+%22LSU+Agricultural+Experiment+Station+Reports%22%5BJournal%5D)">Studies on sugar cane roots.</a> LSU Agricultural Experiment Station Reports. 223, (1931).</li>
<li>Jensen, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Some+studies+of+root+habits+of+sugar+cane+in+Cuba%5BTitle%5D)+AND+%22The+Tropical+Plant+Research+Foundation%22%5BJournal%5D)">Some studies of root habits of sugar cane in Cuba.</a> The Tropical Plant Research Foundation. , New York. (1931).</li>
<li>Kücke, M., Schmid, H., Spiess, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+four+methods+for+measuring+roots+of+field+crops+in+three+contrasting+soils%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+and+Soil%22%5BJournal%5D)">A comparison of four methods for measuring roots of field crops in three contrasting soils.</a> Plant and Soil. 172 (1), 63-71 (1995).</li>
<li>Noordwijk, M., et al. Trench Profile Techniques and Core Break Methods. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aNoordwijk%2C+M+%22Root+Methods%3A+A+handbook%22">Root Methods: A handbook</a>. , Springer. Berlin, Heidelberg. (2001).</li>
<li>De Azevedo, M. C. B., Chopart, J. L., Medina, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sugarcane+root+length+density+and+distribution+from+root+intersection+counting+on+a+trench-profile%5BTitle%5D)+AND+%22Scientia+Agricola%22%5BJournal%5D)">Sugarcane root length density and distribution from root intersection counting on a trench-profile.</a> Scientia Agricola. 68 (1), 94-101 (2011).</li>
<li>Nissen, T., Rodriguez, V., Wander, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sampling+soybean+roots%3A+A+comparison+of+excavation+and+coring+methods%5BTitle%5D)+AND+%22Communications+in+Soil+Science+and+Plant+Analysis%22%5BJournal%5D)">Sampling soybean roots: A comparison of excavation and coring methods.</a> Communications in Soil Science and Plant Analysis. 39 (11-12), 1875-1883 (2008).</li>
<li>Burridge, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+analysis+of+soil+coring+strategies+to+estimate+root+depth+in+maize+%28Zea+mays%29+and+common+bean+%28Phaseolus+vulgaris%29%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Phenomics%22%5BJournal%5D)">An analysis of soil coring strategies to estimate root depth in maize (Zea mays) and common bean (Phaseolus vulgaris).</a> Plant Phenomics. 2020, 3252703(2020).</li>
<li>Schroth, G., Kolbe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+method+of+processing+soil+core+samples+for+root+studies+by+subsampling%5BTitle%5D)+AND+%22Biology+and+Fertility+of+Soils%22%5BJournal%5D)">A method of processing soil core samples for root studies by subsampling.</a> Biology and Fertility of Soils. 18, 60-62 (1994).</li>
<li>Chandran, K., Nisha, M., Arun Kumar, R., Krishnapriya, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breeding+varieties+resistant+to+waterlogging%5BTitle%5D)+AND+%22ICAR-SBI+Annual+Report+2016-17%22%5BJournal%5D)">Breeding varieties resistant to waterlogging.</a> ICAR-SBI Annual Report 2016-17. , 128(2016).</li>
<li>Wu, Q., Wu, J., Zheng, B., Guo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimizing+soil-coring+strategies+to+quantify+root-length-density+distribution+in+field-grown+maize%3A+Virtual+coring+trials+using+3-D+root+architecture+models%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Botany%22%5BJournal%5D)">Optimizing soil-coring strategies to quantify root-length-density distribution in field-grown maize: Virtual coring trials using 3-D root architecture models.</a> Annals of Botany. 121 (5), 809-819 (2018).</li>
<li>Joshi, D. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+phenotyping+platform+for+high+throughput+screening+of+nodal+root+angle+in+sorghum%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Methods%22%5BJournal%5D)">Development of a phenotyping platform for high throughput screening of nodal root angle in sorghum.</a> Plant Methods. 13, 56(2017).</li>
<li>Koyama, T., Murakami, S., Karasawa, T., Ejiri, M., Shiono, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Complete+root+specimen+of+plants+grown+in+soil-filled+root+box%3A+Sampling%2C+measuring%2C+and+staining+method%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Methods%22%5BJournal%5D)">Complete root specimen of plants grown in soil-filled root box: Sampling, measuring, and staining method.</a> Plant Methods. 17, 97(2021).</li>
<li>Gomathi, R., Gururaja Rao, P. N., Chandran, K., Selvi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adaptive+responses+of+sugarcane+to+waterlogging+stress%3A+An+overview%5BTitle%5D)+AND+%22Sugar+Tech%22%5BJournal%5D)">Adaptive responses of sugarcane to waterlogging stress: An overview.</a> Sugar Tech. 17, 325-338 (2014).</li>
<li>Misra, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Morphological+assessment+of+water+stressed+sugarcane%3A+a+comparison+of+waterlogged+and+drought+affected+crop%5BTitle%5D)+AND+%22Saudi+Journal+of+Biological+Sciences%22%5BJournal%5D)">Morphological assessment of water stressed sugarcane: a comparison of waterlogged and drought affected crop.</a> Saudi Journal of Biological Sciences. 27 (5), 1228-1236 (2020).</li>
<li>Robinson, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sugarcane+genotypes+differ+in+internal+nitrogen+use+efficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Functional+Plant+Biology%22%5BJournal%5D)">Sugarcane genotypes differ in internal nitrogen use efficiency.</a> Functional Plant Biology. 34 (12), 1122-1129 (2007).</li>
<li>Arruda, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+and+morphological+traits+of+sugarcane+roots+in+relation+to+phosphorus+uptake%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Soil+Science+and+Plant+Nutrition%22%5BJournal%5D)">Biological and morphological traits of sugarcane roots in relation to phosphorus uptake.</a> Journal of Soil Science and Plant Nutrition. 16 (4), 901-915 (2016).</li>
<li>Sharma, S., Borah, P., Meena, M. K., Bindraban, P., Pandey, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+genotypic+variation+for+growth+of+rice+seedlings+under+optimized+hydroponics+medium%5BTitle%5D)+AND+%22Indian+Journal+of+Genetics+and+Plant+Breeding%22%5BJournal%5D)">Evaluation of genotypic variation for growth of rice seedlings under optimized hydroponics medium.</a> Indian Journal of Genetics and Plant Breeding. 78 (3), 292-301 (2018).</li>
<li>Soumya, P. R., Singh, D., Sharma, S., Singh, A. M., Pandey, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+diverse+wheat+%28Triticum+aestivum%29+and+triticale+%28%C3%97+Triticosecale%29+genotypes+for+low+phosphorus+stress+tolerance+in+soil+and+hydroponic+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Soil+Science%22%5BJournal%5D)">Evaluation of diverse wheat (Triticum aestivum) and triticale (× Triticosecale) genotypes for low phosphorus stress tolerance in soil and hydroponic conditions.</a> Journal of Soil Science. 21, 1236-1251 (2021).</li>
<li>Ganie, A. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolite+profiling+and+network+analysis+reveal+coordinated+changes+in+low-N+tolerant+and+low-N+sensitive+maize+genotypes+under+nitrogen+deficiency+and+restoration+conditions%5BTitle%5D)+AND+%22Plants%22%5BJournal%5D)">Metabolite profiling and network analysis reveal coordinated changes in low-N tolerant and low-N sensitive maize genotypes under nitrogen deficiency and restoration conditions.</a> Plants. 9 (11), 1459(2020).</li>
<li>Venkatraman, T. S., Thomas, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simple+contrivances+for+studying+root+development+in+agricultural+crops%5BTitle%5D)+AND+%22Agricultural+Journal+of+India%22%5BJournal%5D)">Simple contrivances for studying root development in agricultural crops.</a> Agricultural Journal of India. 18, 509-514 (1923).</li>
<li>Clark, R. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-throughput+two-dimensional+root+system+phenotyping+platform+facilitates+genetic+analysis+of+root+growth+and+development%5BTitle%5D)+AND+%22Plant%2C+Cell+and+Environment%22%5BJournal%5D)">High-throughput two-dimensional root system phenotyping platform facilitates genetic analysis of root growth and development.</a> Plant, Cell and Environment. 36 (2), 454-466 (2013).</li>
<li>Chopart, J. L., Rodrigues, S. R., Azevedo, M. C. B., Medina, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Estimating+sugarcane+root+length+density+through+root+mapping+and+orientation+modelling%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+and+Soil%22%5BJournal%5D)">Estimating sugarcane root length density through root mapping and orientation modelling.</a> Plant and Soil. 313, 101-112 (2008).</li>
<li>Chopart, J. L., Azevedo, M. C. B., Le Mezo, L., Marion, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+relationship+between+sugarcane+root+biomass+and+length+for+cropping+system+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Sugar+Tech%22%5BJournal%5D)">Functional relationship between sugarcane root biomass and length for cropping system applications.</a> Sugar Tech. 12 (3-4), 317-321 (2010).</li>
<li>De Silva, A. L. C., De Costa, W. A. J. M., Bandara, D. M. U. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth+of+root+system+and+the+patterns+of+soil+moisture+utilization+in+sugarcane+under+rain-fed+and+irrigated+conditions+in+Sri+Lanka%5BTitle%5D)+AND+%22Sugar+Tech%22%5BJournal%5D)">Growth of root system and the patterns of soil moisture utilization in sugarcane under rain-fed and irrigated conditions in Sri Lanka.</a> Sugar Tech. 13 (3), 198-205 (2011).</li>
<li>Otto, R., Silva, A. P., Franco, H. C. J., Oliveira, E. C. A., Trivelin, P. C. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+soil+penetration+resistance+reduces+sugarcane+root+system+development%5BTitle%5D)+AND+%22Soil+and+Tillage+Research%22%5BJournal%5D)">High soil penetration resistance reduces sugarcane root system development.</a> Soil and Tillage Research. 117, 201-210 (2011).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>משאבת אוורור עם אביזרי צנרת</td><td>נרכש ממקורות מקומיים</td><td>נה</td><td>משמש לתרבית הידרופונית של קנה סוכר</td></tr><tr><td>חומצה בורית</td><td>מעבדות המחקר של סיסקו, הודו</td><td>80266</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr><tr><td>סידן חנקתי</td><td>סנטרל דראג האוס, הודו</td><td>27606</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr><tr><td>קוקוס קויר פיט</td><td>נרכש ממקורות מקומיים</td><td>נה</td><td>משמש להנבטת סטים של קנה סוכר</td></tr><tr><td>סולפט קופריק</td><td>מעבדות המחקר של סיסקו, הודו</td><td>38869</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr><tr><td>DEAE-תאית</td><td>מעבדות המחקר של סיסקו, הודו</td><td>10529</td><td>שרף חילופי אניונים לעיבוד הפרשות שורש</td></tr><tr><td>מלח מונוסודיום ברזל EDTA</td><td>מעבדות המחקר של סיסקו, הודו</td><td>59389</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr><tr><td>זבל חצר חקלאית</td><td>נרכש ממקורות מקומיים</td><td>נה</td><td>משמש להנבטת סטים של קנה סוכר</td></tr><tr><td>מיכלי זכוכית</td><td>מיוצר בתוך החברה</td><td>נה</td><td>משמש לתרבית הידרופונית של קנה סוכר</td></tr><tr><td>HPLC</td><td>אג'ילנט טכנולוגיות</td><td>1200 אינסוף</td><td>כימות חומצות אורגניות בהפרשות שורש</td></tr><tr><td>מגנזיום סולפט</td><td>מעבדות המחקר של סיסקו, הודו</td><td>29117</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr><tr><td>מנגן כלוריד</td><td>מעבדות המחקר של סיסקו, הודו</td><td>75113</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr><tr><td>חומצה מוליבדית</td><td>מעבדות המחקר של סיסקו, הודו</td><td>49664</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr><tr><td>אשלגן דימימן פוספט</td><td>סנטרל דראג האוס, הודו</td><td>29608</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr><tr><td>אשלגן חנקתי</td><td>סנטרל דראג האוס, הודו</td><td>29638</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr><tr><td>פרוטרייס</td><td>מיוצר בתוך החברה</td><td>נה</td><td>משמש להנבטת סטים של קנה סוכר</td></tr><tr><td>אדמה אדומה</td><td>נרכש ממקורות מקומיים</td><td>נה</td><td>משמש להנבטת סטים של קנה סוכר</td></tr><tr><td>דוגם ליבת שורש</td><td>מיוצר בתוך החברה</td><td>נה</td><td>משמש לדגימת שורשים באתרו</td></tr><tr><td>חול</td><td>נרכש ממקורות מקומיים</td><td>נה</td><td>משמש להנבטת סטים של קנה סוכר</td></tr><tr><td>סרליט-120</td><td>מעבדות המחקר של סיסקו, הודו</td><td>14891</td><td>שרף חילופי קטיון לעיבוד הפרשות שורש</td></tr><tr><td>מסגרת תומכת</td><td>נרכש ממקורות מקומיים</td><td>נה</td><td>משמש לתרבית הידרופונית של קנה סוכר</td></tr><tr><td>משאבת מנוע מים</td><td>נרכש ממקורות מקומיים</td><td>נה</td><td>משמש לתרבית הידרופונית של קנה סוכר</td></tr><tr><td>נייר סינון Whatman כיתה 1</td><td>יוניברסל סיינטיפיק</td><td>1001090</td><td>עיבוד הפרשות שורש</td></tr><tr><td>WinRhizo PRO (תוכנה)</td><td>Regent Instruments Inc., קנדה</td><td>STD4800</td><td>סורק שורשים דו מימדי עם תוכנה לניתוח שורשים</td></tr><tr><td>אבץ גופרתי</td><td>מעבדות המחקר של סיסקו, הודו</td><td>76455</td><td>הכנת תמיסה שונה של הוגלנד</td></tr></tbody></table>

גישות פנוטיפ רב-כיווניות לאפיון מערכות שורשי קנה סוכר

Multipronged Phenotyping Approaches to Characterize Sugarcane Root Systems

שונות בתכונות המורפולוגיות של השורש של זני קנה סוכר תמונות מייצגות של מערכת השורשים ב-Co 62175, שנחפרה מהשטח על ידי דגימת תעלות וגדלה במערך הידרופוני, מוצגות באיור 5A,B. שורשים ארוכים (~100 ס"מ) נצפו בזנים Co 62175 ו-Co 99006, בעוד ש-Co 99006 רשם את משקל השורש הגבוה ביותר (127 g·clump-1). תכונות השורש תועדו באמצעות דוגם ליבת שורש, שגילה כי ל-Co 62175 יש מערכת שורשים טובה יותר בהשוואה ל-Co 99006 מבחינת אורך השורש המצטבר, שטח הפנים של השורש ונפח ...

Roots are the primary conductors of water and nutrients and play a vital role in sustaining growth and yield under stressful environments. The study of ...

multipronged-phenotyping-approaches-to-characterize-sugarcane-root

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

פרוטוקול זה מתאר תהליך לאיסוף מהיר של תמונות של שתילי ארבידופסיס להגיב לגירוי הכבידה באמצעות סורקים שטוחים, זמינים מסחרי. השיטה מאפשרת לכידה של תמונות ברזולוציה גבוהה נוחות לניתוח אלגוריתמים במורד הזרם זול, בנפח גבוה.

שימוש במשטח סורקים לאיסוף תמונות-פקע זמן ברזולוציה גבוהה של ארבידופסיס רוט Gravitropic התגובה

מאמר זה מדגים כיצד תרבות תודרנית לבנה השתילים בשטח פלטפורמה דו שכבתי microfluidic מגבילה את הבסיס העיקרי ואת שערות השורש למישור אופטי יחיד. פלטפורמה זו יכולה לשמש עבור הדמיה אופטית בזמן אמת מורפולוגיה שורש בסדר גם באשר דימות ברזולוציה של באמצעים אחרים.

הדמיה המורפולוגיה שורש השיער של תודרנית השתילים בשטח פלטפורמה Microfluidic דו שכבתי

פרוטוקול ניסיוני מוצג להערכת מערכות שורשי צמחים שגדלו באדמה עם RGB והדמיה היפר-ספקטרלית. שילוב של סדרות זמן של תמונות RGB עם מידע כימומטרי מסריקות היפרספקטרליות מייעל תובנות לגבי דינמיקת שורשי הצמח.

RGB והדמיה ספקטרלי שורש הצמח Phenotyping ומחקר פיזיולוגיים: הגדרת הניסוי והדמיה פרוטוקולים

מערכת ניתוח תמונה המבוססת על תוכנה מספק שיטה חלופית ללמוד המורפולוגיה של מינים stoloniferous rhizomatous. פרוטוקול זה מאפשר מדידה של קוטר של stolons ושל המלבלבים לאורכה, יכול להיות מיושם דגימות עם כמות גדולה של ביומסה, מגוון רחב של מינים.

מדידת Stolons המלבלבים של Turfgrasses באמצעות מערכת ניתוח תמונה דיגיטלי

אנו מספקים שיטה כדי לשפר את הניגודיות הקליטה רנטגן רקמת תירס מתאים סריקת טומוגרפיה microcomputed רגיל. על סמך CT תמונות, אנחנו מציגים את ערכה של זרימות עבודה של עיבוד תמונה עבור חומרים תירס שונים ביעילות לחלץ פנוטיפים מיקרוסקופיים של וסקולריים צרורות של תירס.

טכניקות Phenotyping בקנה מידה מיקרון של חבילות וסקולריים תירס מבוסס על צילום רנטגן טומוגרפיה Microcomputed

להמחיש ומדידת הבסיס לצמיחה בחיי עיר הוא מאוד מאתגר. אנו מציגים שיטה rhizobox להתאמה אישית כדי לעקוב אחר התפתחות שורש והתפשטות לאורך זמן בתגובה העשרה התזונתי. שיטה זו משמשת כדי לנתח את ההבדלים genotypic תירס שורש פלסטיות בתגובה מקור חנקן אורגני.

פרוטוקול Rhizobox ממוטבת כדי להמחיש צמיחה השורש והיענות לצרכי מזינים לשפות אחרות

Parasponia andersonii הוא עץ טרופי בצמיחה מהירה השייכת משפחת קנאביס (הקנאביים) והוא יכול ליצור חנקן לתקן גושים שורש בשיתוף עם ריזוזוביום. כאן, אנו מתארים פרוטוקול מפורט עבור ניתוחים גנטיים הפוכה P. אנדרסונב מבוסס על Agrobacterium tumefaciens-מתווכת יציבה שינוי מבוסס Crispr/Cas9 מבוססי הגנום עריכה.

שינוי צורה, הגנום עריכת ופנוהקלדת החנקן-תיקון טרופי קנאביציים עץ Parasponia אנדרסונii

הפרוטוקול כאן מתאר את השיטות להערכת דפוסי ההתיישבות המיקוריזאלית הארבוסקולרית והאסטרטגיה בשורשים לשני מינים: Zea mays ו-Festuca rubra. השימוש בשיטת MycoPatt מאפשר חישוב פרמטרים, המרה של מבנים מיקוריזאליים לנתונים דיגיטליים ומיפוי מיקומם האמיתי בשורשים.

מפות מיקוריזאליות ככלי לחקור דפוסי התיישבות ואסטרטגיות פטרייתיות בשורשים של Festuca rubra ו - Zea mays

אנו משתמשים בכלי מעבדה פשוטים כדי לבחון את ארכיטקטורת מערכת השורשים (RSA) של Arabidopsis ו- Medicago. העציצים גדלים באופן הידרופוני על גבי רשת ומפוזרים באמצעות מברשת אמנותית כדי לחשוף את ה-RSA. התמונות מצולמות באמצעות סריקה או מצלמה ברזולוציה גבוהה, ולאחר מכן מנותחות באמצעות ImageJ כדי למפות תכונות.

פרוטוקול פשוט למיפוי תכונות ארכיטקטורת מערכת שורש הצמח

תכננו פרוטוקול פנוטיפ מבוסס תמונה כדי לקבוע את התגובות המורפולוגיות והפיזיולוגיות לטיפולי חום, בצורת וכריתת מים בודדים ומשולבים. גישה זו אפשרה זיהוי של תגובות מוקדמות, מאוחרות והתאוששות ברמת צמח שלם, במיוחד חלקים מעל פני הקרקע, והדגישה את הצורך בשימוש בחיישני הדמיה מרובים.

פנוטיפ מבוסס תמונה בתפוקה גבוהה לקביעת תגובות מורפולוגיות ופיזיולוגיות ללחצים בודדים ומשולבים בתפוח אדמה

חקור גישות פנוטיפ רב-כיווניות לאפיון מערכות שורשי קנה סוכר באמצעות חפירה, דימוי דיגיטלי וניתוח תוכנה. המחקר מספק תובנות לשיפור גידול וטיפוח זנים עמידים בתנאי סטרס.

גישות פנוטיפ רב-כיווניות לאפיון מערכות שורשי קנה סוכר

גלה סרטונים נוספים