模块式植物表型分析技术方案（五） ——水稻抗旱新品种培育与表型鉴定

模块式植物表型分析技术方案（五）

——水稻抗旱新品种培育与表型鉴定

在模块式植物表型分析技术方案（四）中我们已经知道，目前的全球气候变化模型预测未来气候将会更加干旱和高温。这两者经常会同步发生，进而对水稻生产造成严重影响，对全球粮食安全造成巨大的挑战。因此，抗旱水稻品种的培训及其表型鉴定成为现今水稻研究的重大课题。

英国谢菲尔德大学和国际水稻研究所进行了这方面的合作研究。研究者通过操作一种高产水稻新品种IR64的OsEPF1发育信号水平，使这种水稻品种生成较少的气孔。

过表达OsEPF1约束了IR64水稻的气孔发育

他们使用植物培养室模拟温室效应造成的气候变化：更高的温度、更高的大气CO₂浓度、更少的水分。通过光合仪和FluorPen FP 100叶绿素荧光仪来评估其光合活性，通过红外热成像仪来检测其表面温度的变化，从而评估在温室效应下气孔减少对水稻的光合作用和蒸腾作用究竟造成了什么影响。

模块式植物表型分析技术方案（五） ——水稻抗旱新品种培育与表型鉴定

光合仪测量的光合速率A、气孔导度gs；叶绿素荧光仪测量的最大光化学效率Fv/Fm

模块式植物表型分析技术方案（五） ——水稻抗旱新品种培育与表型鉴定

重度干旱条件下水稻的存活率及通过红外热成像仪获得的温度分布图

最终的结果表明，低气孔密度的水稻品系有更强的能力保存水分。当生长在提高的大气CO₂浓度时，低气孔密度水稻能够维持其气孔导度，同时在干旱和高温下能够存活更长的时间。尽管在某些条件下，低气孔密度水稻的光合速率较低，但还是能获得同等甚至更高的产量。

由此，研究者提出更少的气孔使水稻在使用水分时更加保守，从而获得干旱抗性。他们期待在未来由于气候变化造成的粮食安全威胁中，这个新发现能够有更好的表现。

模块式植物表型分析技术方案（五） ——水稻抗旱新品种培育与表型鉴定

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参考文献：

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