利用外表型及蒸散量模型，提升耐旱性篩選的效率
2024/11/08 @國際
摘要
藉由蒸發散量模型，協助估計大豆及玉米的水分利用效率，並提供育種者篩選耐旱性的指標。
示意圖
氣候變遷使乾旱變得更加普遍和嚴重，因此耐旱育種的重要性與急迫性逐漸增加。然而，育種過程既乏味且耗時，育種者需大量的性狀調查以評估哪些品系具理想的特性、能作為候選者。近期，美國北卡羅來納州立大學的研究人員開發了新的框架協助加速相關研究，文獻發表在《田間作物研究》期刊中。
水分蒸發散量 （evapotranspiration, ET） 及水分利用效率 （water use effiency, WUE）為水分利用效率的重要指標，前者指土壤和植物蒸散作用造成的水分流失；後者則指每單位的水所能獲得的作物生物量。
然而，以傳統技術測量 ET 和 WUE十分耗時費力，需攜帶便攜式儀器測量參數或對葉片實地調查等。此研究的主旨為開發一個易使用的感測和建模系統，以便育種家能夠以不犧牲準確性為前提，更快速、自動化的篩選各樣區。研究以長*寬6.1*4.6 m的樣區為單位進行試驗，分別在兩個季節給予大豆及玉米不同的灌溉處理，藉由各光譜感測器蒐集各項表型資料如樹冠高度及溫度、土壤溫度等，整合氣候資料，建立累積ET模型(Accumulated crop ET, ETACC)，再與產量進行回歸分析，結果顯示兩者平均迴歸係數(R2)達到0.71，表示此模型為水分利用效率很好的指標。
研究結果除了協助育種者利用ET更有效的篩選耐旱基因型，也能估計每日和季節性作物用水量、構建產量預測模型，協助農民了解田間作物水分情況，以利精準管理。未來研究團隊將進一步的驗證 ET 數據，期待能夠應用在更多的植物基因型上。【延伸閱讀】- 藉由分析穩定碳同位素找出水分利用效率高之玉米品系
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