模塊式植物表型分析技術方案（五）

——水稻抗旱新品種培育與表型鑒定

在模塊式植物表型分析技術方案（四）中我們已經知道，目前的氣候變化模型預測未來氣候將會更加干旱和高溫。這兩者經常會同步發生，進而對水稻生產造成嚴重影響，對糧食安全造成巨大的挑戰。因此，抗旱水稻品種的培訓及其表型鑒定成為現今水稻研究的重大課題。

英國謝菲爾德大學和國際水稻研究所進行了這方面的合作研究。研究者通過操作一種高產水稻新品種IR64的OsEPF1發育信號水平，使這種水稻品種生成較少的氣孔。

過表達OsEPF1約束了IR64水稻的氣孔發育

他們使用植物培養室模擬溫室效應造成的氣候變化：更高的溫度、更高的大氣CO₂濃度、更少的水分。通過光合儀和FluorPen FP 100葉綠素熒光儀來評估其光合活性，通過紅外熱成像儀來檢測其表面溫度的變化，從而評估在溫室效應下氣孔減少對水稻的光合作用和蒸騰作用究竟造成了什么影響。

光合儀測量的光合速率A、氣孔導度gs；葉綠素熒光儀測量的ZD光化學效率Fv/Fm

重度干旱條件下水稻的存活率及通過紅外熱成像儀獲得的溫度分布圖

ZZ的結果表明，低氣孔密度的水稻品系有更強的能力保存水分。當生長在提高的大氣CO₂濃度時，低氣孔密度水稻能夠維持其氣孔導度，同時在干旱和高溫下能夠存活更長的時間。盡管在某些條件下，低氣孔密度水稻的光合速率較低，但還是能獲得同等甚更高的產量。

由此，研究者提出更少的氣孔使水稻在使用水分時更加保守，從而獲得干旱抗性。他們期待在未來由于氣候變化造成的糧食安全威脅中，這個新發現能夠有更好的表現。

模塊式植物表型分析技術方案推薦：

1． FytoScope植物生長箱+GMS150高精度氣體調控系統

2． FP110手持式葉綠素熒光儀或FluorCam葉綠素熒光成像系統

3． LCpro T全自動便攜式光合儀或LCi T便攜式光合儀

4． WIC紅外熱成像儀

參考文獻：

1. Caine RS, et al. 2018. Rice with reduced stomatal density conserves water and has improved drought tolerance under future climate conditions. New Phytologist, 221(1):371-384