寄生植物Orobanche cumana是歐洲向日葵作物最重要的威脅之一。已開發出抗性向日葵品種,但新的O. cumana 品種已經進化并克服了基因滲入的抗性基因,導致反復需要新的抗性方法。篩選抗性需要成千上萬的向日葵植株對不同的O. culana小種進行表型分析。大多數表型實驗都是在相互作用后期的田間進行的,需要時間和空間。在受控條件下的快速表型篩選方法將需要更少的空間,并且允許篩選許多向日葵基因型的抗性。作者的研究提出了向日葵/O 的表型分析工具。cumana 在受控條件下的相互作用,通過圖像分析在相互作用的早期進行掃帚結節分析。
Raspberry Pi/picamera圖像采集設置。
a:Raspberry Pi/picamera(雙箭頭)插入Raspberry計算機的底視圖;整個裝置在一個盒子里。
b:使用保護在盒子中的 Raspberry Pi 計算機(黑色箭頭)、面向根管的 Raspberry Pi/picamera(雙箭頭)、連接到屏幕、鍵盤,在根管中對 O. cumana 接種的向日葵根系進行專用圖像采集設置 和鼠標。實驗室升降支架(箭頭)允許輕松調整聚焦和視野視圖以進行成像。
c:3 周后根管的 picamera 圖像,左側有一把尺子用于調整比例
作者對向日葵/O. cumana的表型進行了優化,在生長室中使用rhizotrons(透明的有機玻璃盒)來控制培養條件和Orobanche的接種量。作者使用帶piccamera的Raspberry Pi計算機,在接種3周后獲取接種向日葵根的圖像。使用ImageJ自由軟件建立一個宏來自動計數結節的數量。這種表型工具被命名為RhizOSun。作者評估了用兩個O. cumana 小種接種的五個向日葵基因型,并表明使用 RhizOSun 自動計算結核數量與手動耗時計數高度相關,并且可以有效地用于在結核階段篩選向日葵基因型。
Raspberry Pi/picamera圖像采集設置。
a Raspberry Pi/picamera(雙箭頭)插入Raspberry計算機的底視圖;整個裝置在一個盒子里。
b 使用保護在盒子中的 Raspberry Pi 計算機(黑色箭頭)、面向根管的 Raspberry Pi/picamera(雙箭頭)、連接到屏幕、鍵盤,在根管中對 O. cumana 接種的向日葵根系進行專用圖像采集設置 和鼠標。實驗室升降支架(箭頭)允許輕松調整聚焦和視野視圖以進行成像。
c 3 周后根管的 picamera 圖像,左側有一把尺子用于調整比例
該方法快速、準確、成本低。它允許隨著時間的推移對大量的rhiotron進行快速成像,并且可以對所有的時間動力學數據進行圖像跟蹤。這為rhiotrons的表型自動化鋪平了道路,該方法可用于其它根系表型分析,如豆科植物上的共生根瘤。
來源:Plant Methods.Image analysis for the automatic phenotyping of Orobanche cumana tubercles on sunflower roots.A. Le Ru, G. Ibarcq, M.- C. Boniface, A. Baussart, S. Mu?os & M. Chabaud
https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-021-00779-6